燃料電池車両
【課題】水素漏れが発生したときに水素が車室内に入り込むのを防止することができる燃料電池車両を提供する。
【解決手段】床下に設けられた燃料電池システム１０を制御する燃料電池制御装置７０は、ハーネスＷ１と接続され、貫通孔Ｓ２を介して床上に設けられた車両制御装置８０と接続されている。また、水素供給配管１３および水素排出配管１４は、燃料電池１１と水素タンク１２との間に配置されている。貫通孔Ｓ２は、水素センサ３０，３１が水素漏れを検知したときに、遮断弁２０が閉じるまでの時間内に、漏れた水素が貫通孔Ｓ２に到達しない位置に配置されている。
【解決手段】床下に設けられた燃料電池システム１０を制御する燃料電池制御装置７０は、ハーネスＷ１と接続され、貫通孔Ｓ２を介して床上に設けられた車両制御装置８０と接続されている。また、水素供給配管１３および水素排出配管１４は、燃料電池１１と水素タンク１２との間に配置されている。貫通孔Ｓ２は、水素センサ３０，３１が水素漏れを検知したときに、遮断弁２０が閉じるまでの時間内に、漏れた水素が貫通孔Ｓ２に到達しない位置に配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接続ケーブルの配策構造を備えた燃料電池車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池自動車などでは、車両の床下に燃料電池システムを配置することが一般に行われている。この種の燃料電池自動車に設けられるセンサなどの各種電気部品は、床下において接続ケーブルを介して配策することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１２５９５６号公報（段落００１９、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、燃料電池自動車の車室内（床上）に車両制御装置（ＥＣＵ）を配置した場合、床面に貫通穴を開けて接続ケーブルを配策する必要があるが、このような構成にすると燃料電池システムから水素漏れが発生したときにその貫通穴を介して水素が客室内に入り込むということが考えられる。このように、車室内に車両制御装置を配置したときの車両制御装置と燃料電池システムとの接続ケーブルの配策構造についてはこれまで検討が行われてこなかった。
【０００４】
また、接続ケーブルが配策される貫通穴は樹脂製のグロメット等で接続ケーブルが損傷しないように保護され、またシールされて接続ケーブルを貫通させているが、この貫通穴のシール部分が経年劣化等によりシール性が低下することも考えられる。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、水素漏れが発生したときに水素が車室内に入り込むのを防止することができる燃料電池車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、車両の床下に、水素ガスと酸化剤ガスとの反応により発電する燃料電池、水素タンク、前記水素タンクから前記燃料電池へ水素ガスを供給する水素供給配管、および、前記燃料電池から排出される水素排ガスを排出する水素排出配管、を備えた燃料電池システムと、前記燃料電池システムを制御する燃料電池制御装置と、前記車両の床下に設けられ、水素漏れを検知する水素センサと、前記水素センサが水素漏れを検知したときに、少なくとも前記水素タンクから供給される水素ガスを遮断する遮断装置と、前記車両の床上に設けられ、前記燃料電池制御装置と第１接続ケーブルにより接続されて、前記車両の車両制御を行う車両制御装置と、を備え、前記水素供給配管および前記水素排出配管は、前記車両の前後方向において、前記燃料電池と前記水素タンクとの間に配置され、前記車両の床には、前記第１接続ケーブルが貫通して配策される貫通孔が形成され、前記貫通孔は、水素漏れが発生する可能性のある水素ガス流通領域から外れた位置に配置されていることを特徴とする。
【０００７】
これによれば、漏れた水素は大気より軽く上方へ移動するので、水素漏れが発生する可能性のある、燃料電池と水素タンクとで挟まれる領域の上方に位置する床面に貫通孔を形成しないようにすることで、水素漏れが発生した場合でも、床上の客室内などに水素ガスが入り込むのを防止することができる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、前記貫通孔は、前記水素センサが前記燃料電池システムからの水素漏れを検知して前記遮断装置を遮断するまでの時間内に、漏れた水素ガスが到達しない位置に配置されていることを特徴とする。
【０００９】
これによれば、床上（車室内）に配置された車両制御装置（ＥＣＵ）と、床下に配置された燃料電池システムを制御する燃料電池制御装置（ＥＣＵ）とを接続する際に床に第１接続ケーブルが貫通する貫通孔を形成する必要があるが、この貫通孔の位置が、水素漏れを検知したときに遮断装置が遮断するまでの時間内に、漏れた水素ガスが到達しない位置に設けられているので、水素漏れが発生した場合でも、床上の客室内などに水素ガスが入り込むのを防止することができる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、前記車両の前後方向において前記燃料電池システムの前方もしくは後方で前記車両の床下に設けられる電気部品と前記車両制御装置とを接続するケーブルとして、前記貫通孔を通って配策される前記第１接続ケーブルを介して前記燃料電池システムの前方もしくは後方に配策する第２接続ケーブルを備えたことを特徴とする。
【００１１】
これによれば、燃料電池システムの前方もしくは後方に設けられる電気部品（例えば、１２ボルトのバッテリ、ＡＢＳ（Anti-lock Brake System）センサ）は、第２接続ケーブルから第１接続ケーブルを介して車両制御装置に接続されるので、車両制御装置と電気部品とをそれぞれ別々の接続ケーブルで配策するときよりも、部品点数を削減でき、重量、コスト、組み付け性、メンテナンス性の点において有利となる。
【００１２】
請求項４に係る発明は、前記燃料電池システムを換気する換気手段を備え、前記貫通孔は、前記水素センサが前記燃料電池システムからの水素漏れを検知して前記換気手段が換気するまでの間に、漏れた水素ガスが到達しない位置に配置されていることを特徴とする。
【００１３】
これによれば、漏れた水素ガスが貫通孔を介して床上の客室などに入り込むのを確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、水素漏れが発生したときに水素が車室内に入り込むのを防止することができる燃料電池車両を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は第１実施形態の燃料電池自動車の接続ケーブル配策構造を車両上方から見たときの概略図、図２は第１実施形態の燃料電池自動車の接続ケーブル配策構造を車両側面から見たときの概略図、図３は第１実施形態の燃料電池自動車に搭載される燃料電池システムの全体構成図である。
【００１６】
図１に示すように、第１実施形態の燃料電池自動車１Ａは、燃料電池システム１０、水素センサ３０，３１、車輪速センサ４０，４１、換気ファン５０、バッテリ６０、燃料電池制御装置７０、車両制御装置８０などを含んで構成されている。
【００１７】
前記燃料電池システム１０は、燃料電池１１、水素タンク１２、水素供給配管１３、水素排出配管１４などで構成されている。
【００１８】
前記燃料電池１１は、固体高分子電解質膜をアノードとカソードとで挟み、さらに導電性のセパレータで挟んで構成した単セルを複数積層した構造を有している。また、アノードに対向するセパレータには、水素が流れる流路が形成され、カソードに対向するセパレータには、空気が流れる流路が形成されている。また、水素側および空気側の各セパレータの流路は、それぞれ貫通穴を介して連通している。
【００１９】
前記水素タンク１２は、高純度の水素を圧縮、充填して構成したものであり、例えば、車両の後輪２と後輪２との間に横置きの状態で配置されている。また、水素タンク１２は、その出口に電磁作動式の遮断弁２０を有している。
【００２０】
前記水素供給配管１３は、水素タンク１２から燃料電池１１に水素を供給する流路を構成し、一端が水素タンク１２の遮断弁２０に接続され、他端が燃料電池１１のアノードの入口と接続されている。この入口は、燃料電池１１の車両前後方向に対して後面に形成されている。
【００２１】
前記水素排出配管１４は、燃料電池１１から排出された水素を含む水素オフガスが流れる流路を構成し、一端が燃料電池１１のアノードの出口と接続され、他端が水素タンク１２に向けて車両の後方へと延び、車外と連通している。なお、アノードの出口も、前記入口と同様に、燃料電池１１の車両前後方向に対して後面に形成されている。
【００２２】
また、燃料電池１１は、後記する補機１５とともに井桁状に組まれたサブフレーム３ａ上に固定され、サブフレーム３ａがフロアパネル４（床面、メインフレーム）に取り付けられている。また、水素タンク１２も同様に、サブフレーム３ａとは別に設けられた、井桁状に組まれたサブフレーム３ｂ上に固定され、サブフレーム３ｂがフロアパネル４に取り付けられている。なお、サブフレーム３ｂには、後輪２，２のサスペンション（図示せず）なども取り付けられている。
【００２３】
図２に示すように、本実施形態におけるフロアパネル４とは、主に客室および荷室の床面を構成する部材であり、運転席および助手席（図示せず）の前方に位置してエアコンプレッサ１６や走行モータ（図示せず）などが収容されるモータルームの空間と客室とを仕切るダッシュボードパネル４ａ、客室の床面を構成するフロントフロアパネル４ｂ、荷室の床面を構成するリアフロアパネル４ｃ、制動灯、方向指示灯、後退灯などの灯火類９０が取り付けられるリアパネル４ｄなどで構成されている。よって、本実施形態において、車両の床上Ｑ１とは、フロアパネル４の上側に位置する客室および荷室を構成する空間（車室内）を意味し、車両の床下Ｑ２とは、フロアパネル４の下側およびダッシュボードパネル４ａの前側に位置する空間（車室外）を意味している。
【００２４】
また、フロアパネル４のダッシュボードパネル４ａには、接続ケーブル（ハーネス）が貫通して配策される貫通孔Ｓ１，Ｓ２が車幅方向に間隔を空けて形成されている（図１参照）。なお、フロアパネル４には、床上Ｑ１と床下Ｑ２とを貫通させる箇所として、貫通孔Ｓ１，Ｓ２の位置以外には設けられていない構成になっている。また、図示していないが、貫通孔Ｓ１，Ｓ２には、配策された接続ケーブルが損傷するのを防止するための保護部材（いわゆるグロメットなど）が取り付けられている。なお、ここでの保護部材は、シール性を備えていて、気密性を備えているものである。また、ダッシュボードパネル４ａに形成される貫通孔Ｓ１，Ｓ２は、燃料電池システム１０から遠い位置（例えば、ダッシュボードパネル４ａの上部寄り）に形成されることが好ましい。
【００２５】
前記水素センサ３０，３１は、燃料電池システム１０からの水素漏れを検出する機能を有し、一方の水素センサ３０が燃料電池１１の上方に設けられ、もう一方の水素センサ３１が水素タンク１２の上方に設けられている。
【００２６】
前記車輪速センサ４０，４１は、後輪２（または四輪）の車軸の回転速度を検出する機能を有している（図１参照）。この車輪速センサ４０，４１は、例えばパルスホイールとホイールセンサとで構成され、車軸に設けられたパルスホイールの回転をホイールセンサで検出して、回転速度を検出する。
【００２７】
前記換気ファン５０は、センタコンソール４ｓ内に収容された燃料電池１１の前方に配置され、水素漏れが発生したときに駆動されて、水素を換気する機能を有する。なお、換気手段としては、換気ファン５０のように水素漏れが発生したときに駆動される換気専用のものに限定されず、ラジエータ用のファンを利用して換気するようにしてもよい。また、車外から走行風などを取り込む構成を組み合わせてもよい。ラジエータとは、燃料電池１１で発生した熱を放熱させるものであり、燃料電池１１とラジエータとの間で冷媒を循環させるように構成されている。
【００２８】
前記バッテリ６０は、例えば１２ボルトの低電圧のものであり、遮断弁２０、水素センサ３０，３１、車輪速センサ４０，４１、換気ファン５０、燃料電池制御装置７０、車両制御装置８０、灯火類９０などを作動させるための電力を供給する。
【００２９】
前記燃料電池制御装置７０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどで構成され、燃料電池システム１０を制御する機能を有している。例えば、燃料電池システム１０に設けられた各種弁の開閉、発電電流の取り出し制御などである。
【００３０】
前記車両制御装置８０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどで構成され、車両を統括的に制御する機能を有し、床上Ｑ１（車室内）に置かれている。また、車両制御装置８０は、水素センサ３０，３１および車輪速センサ４０，４１からそれぞれ検出値を取得し、燃料電池制御装置７０に燃料電池システム１０の制御に必要な信号を伝達する。例えば、車両制御装置８０によってブレーキペダルが踏み込まれたこと（ブレーキスイッチＯＮ）が検出されると、車輪速センサ４０，４１から得られる車輪速と車体速（例えば、４輪の車輪速の平均値）とを比較して車輪のスリップ状態を算出し、車輪がロックしないように、図示しないブレーキ液圧制御弁を制御する。また、アクセルペダルのスロットル開度を検出して、そのスロットル開度（検出値）に応じて、燃料電池１１から取り出す電力量を、燃料電池制御装置７０を介して制御する。
【００３１】
また、燃料電池制御装置７０と車両制御装置８０とは、ハーネスＷ１およびハーネスＷａを介して接続されている。すなわち、ハーネスＷ１は、車両制御装置８０から延び、貫通孔Ｓ２を貫通して、コネクタ５ａと接続されている。また、ハーネスＷａは、燃料電池制御装置７０から前方に延び、コネクタ５ａと接続されている。また、ハーネスＷａは、燃料電池制御装置７０から後方に延び、コネクタ５ｂと接続されている。また、ハーネスＷａには、水素センサ３０から延びるハーネスＷｂが接続されている。なお、ハーネスＷ１とハーネスＷａとで、第１接続ケーブルが構成されている。
【００３２】
図２に示すように、第１実施形態において、燃料電池システム１０、水素センサ３０，３１、車輪速センサ４０，４１、換気ファン５０、バッテリ６０および燃料電池制御装置７０は、床下Ｑ２に配置され、車両制御装置８０は、床上Ｑ１に配置されている。
【００３３】
前記車両制御装置８０は、ハーネスＷ１の一端が接続され、他端が貫通孔Ｓ２（図１参照）を通って床下Ｑ２から床上Ｑ１を貫通して、コネクタ５ａと接続されている。さらに、ハーネスＷ１は、ハーネスＷａを介して燃料電池制御装置７０と接続されている。なお、ハーネスＷ１には、床上Ｑ１において、ハーネスＷ５を介して灯火類９０が接続されている。
【００３４】
前記バッテリ６０には、ハーネス（第２接続ケーブル）Ｗ２の一端が接続され、他端が貫通孔Ｓ２（図１参照）を介して床下Ｑ２から床上Ｑ１を貫通して、床上Ｑ１に位置するハーネスＷ１と接続されている。前記換気ファン５０には、ハーネス（第２接続ケーブル）Ｗ４の一端が接続され、他端が床下Ｑ２に位置するハーネスＷ１と接続されている。前記遮断弁２０、水素センサ３１および車輪速センサ４０，４１には、ハーネス（第２接続ケーブル）Ｗ３の一端がそれぞれ接続され、他端がコネクタ５ｂを介してハーネスＷａと接続されている。
【００３５】
なお、本実施形態では、２箇所の貫通孔Ｓ１，Ｓ２が設けられているが、２箇所に限定されるものではなく、貫通孔Ｓ２の１箇所のみであってもよい。その場合、バッテリ６０から延びるハーネスＷ２は、貫通孔Ｓ２とコネクタ５ａとの間の床下Ｑ２に位置するハーネスＷ１に接続される。
【００３６】
図３に示すように、前記補機１５は、アノード系の補機として、エゼクタ１５ａ、水素パージ弁１５ｂなどで構成されている。エゼクタ１５ａは、水素供給配管１３を介して遮断弁２０と接続され、燃料電池１１のアノード側の出口から排出された未反応の水素を、循環配管１５ａ１を介して再び燃料電池１１のアノード側の入口に戻して再循環させる機能を有する。水素パージ弁１５ｂは、例えば、電磁作動式のもので、定期的に開弁してアノード側の循環経路に蓄積した不純物を排出する機能を有する。なお、不純物とは、燃料電池１１のアノードから固体高分子電解質膜を介してカソードに透過した生成水、空気に含まれる窒素などである。
【００３７】
なお、燃料電池システム１０は、カソード系の補機として、エアコンプレッサ１６（図１および図２参照）などを備えており、水素と同様に、燃料電池１１の後面に形成されたカソードの入口から空気が供給され、後面に形成されたカソードの出口からカソードオフガスが排出されるように構成されている。なお、図示していないが、カソード系の補機には、空気を加湿して燃料電池１１に供給するための加湿器などが設けられている。また、補機１５は、希釈器１５ｃを備えており、燃料電池１１のアノードから排出された水素を、燃料電池１１のカソードから排出されたカソードオフガスで希釈して、所定の水素濃度以下にして車外に排出するように構成されている。また、図示していないが、アノード系の補機として、水素タンク１２からの高圧の水素を減圧するためのレギュレータなどが設けられている。
【００３８】
なお、本実施形態における水素供給配管１３は、遮断弁２０と燃料電池１１のアノードの入口との間を接続する配管であり、水素排出配管１４は、燃料電池１１のアノードの出口と、水素パージ弁１５ｂなどを通って車外と連通する配管である。また、水素供給配管１３および水素排出配管１４は、燃料電池１１と水素タンク１２との間に配置されている。よって、車両の前方に位置する燃料電池１１と、後方に位置する水素タンク１２との間が、水素漏れが発生する可能性のある水素を取り扱う水素ガス流通領域Ｑの範囲となっている（図１および図２参照）。
【００３９】
図３に示すように、前記燃料電池制御装置７０は、コンタクタ７１、ＶＣＵ（Voltage Control Unit）７２、ＤＣ／ＤＣコンバータ７３と電気的に接続されている。コンタクタ７１は、燃料電池１１と負荷とを接続、遮断するスイッチである。なお、負荷とは、エアコンプレッサ１６、走行モータ（図示せず）、高電圧の蓄電装置（リチウムイオン電池、キャパシタなど、図示せず）などである。ＶＣＵ７２は、昇降圧コンバータなどを備えて構成され、燃料電池１１から取り出す発電電力を制御する機能を有する。ＤＣ／ＤＣコンバータ７３は、燃料電池１１からの電力を降圧して１２Ｖのバッテリ６０に充電する機能を有する。バッテリ６０に充電された電力によって、遮断弁２０、水素センサ３０，３１、車輪速センサ４０，４１、換気ファン５０、燃料電池制御装置７０、車両制御装置８０などを作動させる。
【００４０】
また、第１実施形態の燃料電池自動車１Ａでは、水素センサ３０，３１によって水素漏れが検知されたときに遮断弁２０が遮断されるが、前記貫通孔Ｓ１，Ｓ２は、遮断弁２０が遮断するまでの時間内に、漏れた水素が到達しない位置に配置されている。
【００４１】
なお、貫通孔Ｓ１，Ｓ２の位置を遮断弁２０が閉弁するまでの時間内に漏れ水素が到達しない位置とするものに限定されず、燃料電池自動車１Ａでは水素漏れが検知されたときに換気ファン５０を作動させるようにして、換気ファン５０が作動するまでの時間内に、漏れた水素が到達しない位置に貫通孔Ｓ１，Ｓ２を配置するようにしてもよい。
【００４２】
次に、第１実施形態の燃料電池自動車１Ａにおける動作について説明する。まず、イグニッションスイッチ（図示せず）がオンにされると、燃料電池制御装置７０によって遮断弁２０が開弁されて、水素タンク１２から水素が燃料電池１１のアノードに供給され、エアコンプレッサ１６が駆動されて、空気が燃料電池１１のカソードに供給される。そして、燃料電池１１のＯＣＶ（開回路電圧）が上昇して燃料電池１１から電流を取り出すことができる状態になると、燃料電池制御装置７０によって、コンタクタ７１が接続され、ＶＣＵ７２が制御されて、燃料電池１１から電流（電力）の取り出しが開始される。取り出された電流は、走行モータ（不図示）、エアコンプレッサ１６などの負荷に供給され、また必要に応じて高電圧の蓄電装置（不図示）に充電が行われる。また、低電圧のバッテリ６０には、残電力量（図示しないセンサで検出）に応じて、燃料電池制御装置７０によるＤＣ／ＤＣコンバータ７３の制御によって降圧された後に充電が行われる。
【００４３】
また、第１実施形態の燃料電池自動車１Ａでは、車両制御装置８０が水素センサ３０，３１によって燃料電池システム１０から水素漏れが発生していると判断した場合には、燃料電池制御装置７０を介して遮断弁２０を遮断する。またこのとき、車室内に設けられた警告ランプ（図示しない）などを点灯させるなどして運転者に警告を行う。第１実施形態では、貫通孔Ｓ１，Ｓ２が、燃料電池システム１０の十分に前方、すなわち水素漏れが検出されて遮断弁２０が閉じるまでの間に漏れた水素が貫通孔Ｓ１，Ｓ２に到達しない位置に設けられているので、仮に床下Ｑ２において燃料電池システム１０から水素漏れが発生したとしても床上Ｑ１の客室および荷室内に水素が入り込むのを防止できる。つまり、遮断弁２０が閉じられることで燃料電池システム１０内の水素が消費されることで水素圧が低下して水素漏れが停止するので、その後漏れた水素が貫通孔Ｓ１，Ｓ２に到達することはない。
【００４４】
なお、燃料電池システム１０からの水素漏れを検出し、水素漏れが発生していると判断したときに換気ファン５０が駆動される場合、貫通孔Ｓ１，Ｓ２の位置は、水素漏れが検出されて換気ファン５０が駆動されるまでの間に漏れた水素が貫通孔Ｓ１，Ｓ２に到達しない位置に設けられるようにしてもよい。これにより漏れた水素が床上Ｑ１の車室内（客室および荷室内）に水素が入り込むのを防止できる。つまり、燃料電池システム１０の前方へ漏れ水素が流れたとしても、漏れ水素が貫通孔Ｓ１，Ｓ２に到達する前に換気ファン５０が駆動されることで、漏れ水素の流れが前方から後方に切り替えられて、車外へと排出されるようになる。
【００４５】
また、第１実施形態によれば、燃料電池システム１０の後方にある水素センサ３１、車輪速センサ４０，４１、遮断弁２０に接続されたハーネスＷ３が、ハーネスＷａおよびハーネスＷ１を介して車両制御装置８０に接続されているので、車輪速センサ４０，４１などと車両制御装置８０とをハーネスＷ１，Ｗａとは別のハーネスで接続するときよりも、部品点数を削減することができる。部品点数の削減により、重量、コスト、組み付け性、メンテナンス性の点において有利となる。すなわち、ハーネスを別々に配策した場合、それぞれのハーネスを固定するためのクリップ、ブラケットなどの部品が倍増する他、ハーネス保護のための外装材なども倍増することになるが、前記したように、ハーネスＷ１，Ｗａを利用してハーネスＷ３と車両制御装置８０と接続することにより、重量およびコストを削減でき、クリップによる固定箇所の削減により組み付け性の点において有利となり、ハーネスの点検や交換などのメンテナンスの点においても有利となる。なお、燃料電池システム１０の前方に設けられる換気ファン５０やバッテリ６０についても同様に、部品点数の削減により、重量、コスト、組み付け性、メンテナンス性の点において有利となる。
【００４６】
なお、第１実施形態では、燃料電池システム１０の後部に設けられる電気部品として、遮断弁２０、水素センサ３０、車輪速センサ４０，４１を例示して説明したが、これらに限定されるものではなく、さらにブレーキ液圧センサやＴＰＭＳ（Tire Pressure Monitoring System）などがハーネスＷ３と接続されていてもよい。
【００４７】
図４は第２実施形態の燃料電池自動車の接続ケーブル配策構造を車両上方から見たときの概略図、図５は第２実施形態の燃料電池自動車の接続ケーブル配策構造を車両側面から見たときの概略図である。なお、前記した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４８】
図４に示すように、燃料電池自動車１Ｂは、貫通孔Ｓ３がフロアパネル４の後面に形成される構成であり、貫通孔Ｓ３が鉛直方向に延びるリアパネル４ｄに形成されている。この貫通孔Ｓ３も、第１実施形態と同様に、水素ガス流通領域Ｑから外れた位置に形成されている。この貫通孔Ｓ３にはハーネスＷ１１が貫通して配策されて、床下Ｑ２の燃料電池制御装置７０から延びるハーネスＷａのコネクタ５ｂと、床上Ｑ１の車両制御装置８０とがハーネスＷ１１を介して接続されている。また、バッテリ６０は、ハーネスＷ１２を介して燃料電池制御装置７０から延びるハーネスＷａのコネクタ５ａと接続されている。また、遮断弁２０、水素センサ３１、車輪速センサ４０，４１から延びるハーネスＷ１３は、コネクタ５ｂの近傍においてハーネスＷ１１と接続されている。また、換気ファン５０は、ハーネスＷ１４を介してハーネスＷ１２と接続されている。
【００４９】
図５に示すように、灯火類９０は、ハーネスＷ１５を介して、車両制御装置８０から床上Ｑ１を車両後方に向けて延びるハーネスＷ１１と接続されている。なお、水素は非常に軽い気体であることより、仮に水素漏れが発生して漏れた水素が貫通孔Ｓ３に到達したとしても、リアパネル４ｄの外面に沿って上昇するので、貫通孔Ｓ３から床上Ｑ１に入り込むことがない。
【００５０】
図６は第３実施形態の燃料電池自動車の接続ケーブル配策構造を車両上方から見たときの概略図、図７は第３実施形態の燃料電池自動車の接続ケーブル配策構造を車両前方から見たときの概略断面図である。なお、前記した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
図６および図７に示すように、燃料電池自動車１Ｃは、貫通孔Ｓ４がフロアパネル４の側面に形成される構成であり、貫通孔Ｓ４が鉛直方向に延びるサイドパネル４ｅ（例えば、サイドシル）に形成されている。なお、この貫通孔Ｓ４も、水素ガス流通領域Ｑから外れた位置に形成されている。この貫通孔Ｓ４にはハーネスＷ２１が貫通して配策されて、床下Ｑ２の燃料電池制御装置７０から延びるハーネスＷａのコネクタ５ｂと、床上Ｑ１の車両制御装置８０とがハーネスＷ２１を介して接続されている。また、バッテリ６０は、ハーネスＷ２２を介して燃料電池制御装置７０から延びるハーネスＷ２１と床下Ｑ２において接続されている。この場合も図４および図５における実施形態と同様に、仮に水素漏れが発生して漏れた水素が貫通孔Ｓ４に到達したとしても、水素がサイドパネル４ｅの外面に沿って上昇するので、貫通孔Ｓ４から床上Ｑ１に入り込むことがない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】第１実施形態の燃料電池自動車の接続ケーブル配策構造を車両上方から見たときの概略図である。
【図２】第１実施形態の燃料電池自動車の接続ケーブル配策構造を車両側面から見たときの概略図である。
【図３】第１実施形態の燃料電池自動車に搭載される燃料電池システムの全体構成図であるである。
【図４】第２実施形態の燃料電池自動車の接続ケーブル配策構造を車両上方から見たときの概略図である。
【図５】第２実施形態の燃料電池自動車の接続ケーブル配策構造を車両側面から見たときの概略図である。
【図６】第３実施形態の燃料電池自動車の接続ケーブル配策構造を車両上方から見たときの概略図である。
【図７】第３実施形態の燃料電池自動車の接続ケーブル配策構造を車両前方から見たときの概略断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１Ａ 燃料電池自動車（燃料電池車両）
４ フロアパネル（床）
１０ 燃料電池システム
１１ 燃料電池
１２ 水素タンク
１３ 水素供給配管
１４ 水素排出配管
２０ 遮断弁（遮断装置）
３０，３１ 水素センサ（電気部品）
４０，４１ 車輪速センサ（電気部品）
５０ 換気ファン（換気手段）
６０ バッテリ（電気部品）
７０ 燃料電池制御装置
８０ 車両制御装置
Ｑ１ 床上
Ｑ２ 床下
Ｓ１，Ｓ２ 貫通孔
Ｗａ ハーネス（第１接続ケーブル）
Ｗ１ ハーネス（第１接続ケーブル）
Ｗ２〜Ｗ４ ハーネス（第２接続ケーブル）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接続ケーブルの配策構造を備えた燃料電池車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池自動車などでは、車両の床下に燃料電池システムを配置することが一般に行われている。この種の燃料電池自動車に設けられるセンサなどの各種電気部品は、床下において接続ケーブルを介して配策することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１２５９５６号公報（段落００１９、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、燃料電池自動車の車室内（床上）に車両制御装置（ＥＣＵ）を配置した場合、床面に貫通穴を開けて接続ケーブルを配策する必要があるが、このような構成にすると燃料電池システムから水素漏れが発生したときにその貫通穴を介して水素が客室内に入り込むということが考えられる。このように、車室内に車両制御装置を配置したときの車両制御装置と燃料電池システムとの接続ケーブルの配策構造についてはこれまで検討が行われてこなかった。
【０００４】
また、接続ケーブルが配策される貫通穴は樹脂製のグロメット等で接続ケーブルが損傷しないように保護され、またシールされて接続ケーブルを貫通させているが、この貫通穴のシール部分が経年劣化等によりシール性が低下することも考えられる。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、水素漏れが発生したときに水素が車室内に入り込むのを防止することができる燃料電池車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、車両の床下に、水素ガスと酸化剤ガスとの反応により発電する燃料電池、水素タンク、前記水素タンクから前記燃料電池へ水素ガスを供給する水素供給配管、および、前記燃料電池から排出される水素排ガスを排出する水素排出配管、を備えた燃料電池システムと、前記燃料電池システムを制御する燃料電池制御装置と、前記車両の床下に設けられ、水素漏れを検知する水素センサと、前記水素センサが水素漏れを検知したときに、少なくとも前記水素タンクから供給される水素ガスを遮断する遮断装置と、前記車両の床上に設けられ、前記燃料電池制御装置と第１接続ケーブルにより接続されて、前記車両の車両制御を行う車両制御装置と、を備え、前記水素供給配管および前記水素排出配管は、前記車両の前後方向において、前記燃料電池と前記水素タンクとの間に配置され、前記車両の床には、前記第１接続ケーブルが貫通して配策される貫通孔が形成され、前記貫通孔は、水素漏れが発生する可能性のある水素ガス流通領域から外れた位置に配置されていることを特徴とする。
【０００７】
これによれば、漏れた水素は大気より軽く上方へ移動するので、水素漏れが発生する可能性のある、燃料電池と水素タンクとで挟まれる領域の上方に位置する床面に貫通孔を形成しないようにすることで、水素漏れが発生した場合でも、床上の客室内などに水素ガスが入り込むのを防止することができる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、前記貫通孔は、前記水素センサが前記燃料電池システムからの水素漏れを検知して前記遮断装置を遮断するまでの時間内に、漏れた水素ガスが到達しない位置に配置されていることを特徴とする。
【０００９】
これによれば、床上（車室内）に配置された車両制御装置（ＥＣＵ）と、床下に配置された燃料電池システムを制御する燃料電池制御装置（ＥＣＵ）とを接続する際に床に第１接続ケーブルが貫通する貫通孔を形成する必要があるが、この貫通孔の位置が、水素漏れを検知したときに遮断装置が遮断するまでの時間内に、漏れた水素ガスが到達しない位置に設けられているので、水素漏れが発生した場合でも、床上の客室内などに水素ガスが入り込むのを防止することができる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、前記車両の前後方向において前記燃料電池システムの前方もしくは後方で前記車両の床下に設けられる電気部品と前記車両制御装置とを接続するケーブルとして、前記貫通孔を通って配策される前記第１接続ケーブルを介して前記燃料電池システムの前方もしくは後方に配策する第２接続ケーブルを備えたことを特徴とする。
【００１１】
これによれば、燃料電池システムの前方もしくは後方に設けられる電気部品（例えば、１２ボルトのバッテリ、ＡＢＳ（Anti-lock Brake System）センサ）は、第２接続ケーブルから第１接続ケーブルを介して車両制御装置に接続されるので、車両制御装置と電気部品とをそれぞれ別々の接続ケーブルで配策するときよりも、部品点数を削減でき、重量、コスト、組み付け性、メンテナンス性の点において有利となる。
【００１２】
請求項４に係る発明は、前記燃料電池システムを換気する換気手段を備え、前記貫通孔は、前記水素センサが前記燃料電池システムからの水素漏れを検知して前記換気手段が換気するまでの間に、漏れた水素ガスが到達しない位置に配置されていることを特徴とする。
【００１３】
これによれば、漏れた水素ガスが貫通孔を介して床上の客室などに入り込むのを確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、水素漏れが発生したときに水素が車室内に入り込むのを防止することができる燃料電池車両を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は第１実施形態の燃料電池自動車の接続ケーブル配策構造を車両上方から見たときの概略図、図２は第１実施形態の燃料電池自動車の接続ケーブル配策構造を車両側面から見たときの概略図、図３は第１実施形態の燃料電池自動車に搭載される燃料電池システムの全体構成図である。
【００１６】
図１に示すように、第１実施形態の燃料電池自動車１Ａは、燃料電池システム１０、水素センサ３０，３１、車輪速センサ４０，４１、換気ファン５０、バッテリ６０、燃料電池制御装置７０、車両制御装置８０などを含んで構成されている。
【００１７】
前記燃料電池システム１０は、燃料電池１１、水素タンク１２、水素供給配管１３、水素排出配管１４などで構成されている。
【００１８】
前記燃料電池１１は、固体高分子電解質膜をアノードとカソードとで挟み、さらに導電性のセパレータで挟んで構成した単セルを複数積層した構造を有している。また、アノードに対向するセパレータには、水素が流れる流路が形成され、カソードに対向するセパレータには、空気が流れる流路が形成されている。また、水素側および空気側の各セパレータの流路は、それぞれ貫通穴を介して連通している。
【００１９】
前記水素タンク１２は、高純度の水素を圧縮、充填して構成したものであり、例えば、車両の後輪２と後輪２との間に横置きの状態で配置されている。また、水素タンク１２は、その出口に電磁作動式の遮断弁２０を有している。
【００２０】
前記水素供給配管１３は、水素タンク１２から燃料電池１１に水素を供給する流路を構成し、一端が水素タンク１２の遮断弁２０に接続され、他端が燃料電池１１のアノードの入口と接続されている。この入口は、燃料電池１１の車両前後方向に対して後面に形成されている。
【００２１】
前記水素排出配管１４は、燃料電池１１から排出された水素を含む水素オフガスが流れる流路を構成し、一端が燃料電池１１のアノードの出口と接続され、他端が水素タンク１２に向けて車両の後方へと延び、車外と連通している。なお、アノードの出口も、前記入口と同様に、燃料電池１１の車両前後方向に対して後面に形成されている。
【００２２】
また、燃料電池１１は、後記する補機１５とともに井桁状に組まれたサブフレーム３ａ上に固定され、サブフレーム３ａがフロアパネル４（床面、メインフレーム）に取り付けられている。また、水素タンク１２も同様に、サブフレーム３ａとは別に設けられた、井桁状に組まれたサブフレーム３ｂ上に固定され、サブフレーム３ｂがフロアパネル４に取り付けられている。なお、サブフレーム３ｂには、後輪２，２のサスペンション（図示せず）なども取り付けられている。
【００２３】
図２に示すように、本実施形態におけるフロアパネル４とは、主に客室および荷室の床面を構成する部材であり、運転席および助手席（図示せず）の前方に位置してエアコンプレッサ１６や走行モータ（図示せず）などが収容されるモータルームの空間と客室とを仕切るダッシュボードパネル４ａ、客室の床面を構成するフロントフロアパネル４ｂ、荷室の床面を構成するリアフロアパネル４ｃ、制動灯、方向指示灯、後退灯などの灯火類９０が取り付けられるリアパネル４ｄなどで構成されている。よって、本実施形態において、車両の床上Ｑ１とは、フロアパネル４の上側に位置する客室および荷室を構成する空間（車室内）を意味し、車両の床下Ｑ２とは、フロアパネル４の下側およびダッシュボードパネル４ａの前側に位置する空間（車室外）を意味している。
【００２４】
また、フロアパネル４のダッシュボードパネル４ａには、接続ケーブル（ハーネス）が貫通して配策される貫通孔Ｓ１，Ｓ２が車幅方向に間隔を空けて形成されている（図１参照）。なお、フロアパネル４には、床上Ｑ１と床下Ｑ２とを貫通させる箇所として、貫通孔Ｓ１，Ｓ２の位置以外には設けられていない構成になっている。また、図示していないが、貫通孔Ｓ１，Ｓ２には、配策された接続ケーブルが損傷するのを防止するための保護部材（いわゆるグロメットなど）が取り付けられている。なお、ここでの保護部材は、シール性を備えていて、気密性を備えているものである。また、ダッシュボードパネル４ａに形成される貫通孔Ｓ１，Ｓ２は、燃料電池システム１０から遠い位置（例えば、ダッシュボードパネル４ａの上部寄り）に形成されることが好ましい。
【００２５】
前記水素センサ３０，３１は、燃料電池システム１０からの水素漏れを検出する機能を有し、一方の水素センサ３０が燃料電池１１の上方に設けられ、もう一方の水素センサ３１が水素タンク１２の上方に設けられている。
【００２６】
前記車輪速センサ４０，４１は、後輪２（または四輪）の車軸の回転速度を検出する機能を有している（図１参照）。この車輪速センサ４０，４１は、例えばパルスホイールとホイールセンサとで構成され、車軸に設けられたパルスホイールの回転をホイールセンサで検出して、回転速度を検出する。
【００２７】
前記換気ファン５０は、センタコンソール４ｓ内に収容された燃料電池１１の前方に配置され、水素漏れが発生したときに駆動されて、水素を換気する機能を有する。なお、換気手段としては、換気ファン５０のように水素漏れが発生したときに駆動される換気専用のものに限定されず、ラジエータ用のファンを利用して換気するようにしてもよい。また、車外から走行風などを取り込む構成を組み合わせてもよい。ラジエータとは、燃料電池１１で発生した熱を放熱させるものであり、燃料電池１１とラジエータとの間で冷媒を循環させるように構成されている。
【００２８】
前記バッテリ６０は、例えば１２ボルトの低電圧のものであり、遮断弁２０、水素センサ３０，３１、車輪速センサ４０，４１、換気ファン５０、燃料電池制御装置７０、車両制御装置８０、灯火類９０などを作動させるための電力を供給する。
【００２９】
前記燃料電池制御装置７０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどで構成され、燃料電池システム１０を制御する機能を有している。例えば、燃料電池システム１０に設けられた各種弁の開閉、発電電流の取り出し制御などである。
【００３０】
前記車両制御装置８０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどで構成され、車両を統括的に制御する機能を有し、床上Ｑ１（車室内）に置かれている。また、車両制御装置８０は、水素センサ３０，３１および車輪速センサ４０，４１からそれぞれ検出値を取得し、燃料電池制御装置７０に燃料電池システム１０の制御に必要な信号を伝達する。例えば、車両制御装置８０によってブレーキペダルが踏み込まれたこと（ブレーキスイッチＯＮ）が検出されると、車輪速センサ４０，４１から得られる車輪速と車体速（例えば、４輪の車輪速の平均値）とを比較して車輪のスリップ状態を算出し、車輪がロックしないように、図示しないブレーキ液圧制御弁を制御する。また、アクセルペダルのスロットル開度を検出して、そのスロットル開度（検出値）に応じて、燃料電池１１から取り出す電力量を、燃料電池制御装置７０を介して制御する。
【００３１】
また、燃料電池制御装置７０と車両制御装置８０とは、ハーネスＷ１およびハーネスＷａを介して接続されている。すなわち、ハーネスＷ１は、車両制御装置８０から延び、貫通孔Ｓ２を貫通して、コネクタ５ａと接続されている。また、ハーネスＷａは、燃料電池制御装置７０から前方に延び、コネクタ５ａと接続されている。また、ハーネスＷａは、燃料電池制御装置７０から後方に延び、コネクタ５ｂと接続されている。また、ハーネスＷａには、水素センサ３０から延びるハーネスＷｂが接続されている。なお、ハーネスＷ１とハーネスＷａとで、第１接続ケーブルが構成されている。
【００３２】
図２に示すように、第１実施形態において、燃料電池システム１０、水素センサ３０，３１、車輪速センサ４０，４１、換気ファン５０、バッテリ６０および燃料電池制御装置７０は、床下Ｑ２に配置され、車両制御装置８０は、床上Ｑ１に配置されている。
【００３３】
前記車両制御装置８０は、ハーネスＷ１の一端が接続され、他端が貫通孔Ｓ２（図１参照）を通って床下Ｑ２から床上Ｑ１を貫通して、コネクタ５ａと接続されている。さらに、ハーネスＷ１は、ハーネスＷａを介して燃料電池制御装置７０と接続されている。なお、ハーネスＷ１には、床上Ｑ１において、ハーネスＷ５を介して灯火類９０が接続されている。
【００３４】
前記バッテリ６０には、ハーネス（第２接続ケーブル）Ｗ２の一端が接続され、他端が貫通孔Ｓ２（図１参照）を介して床下Ｑ２から床上Ｑ１を貫通して、床上Ｑ１に位置するハーネスＷ１と接続されている。前記換気ファン５０には、ハーネス（第２接続ケーブル）Ｗ４の一端が接続され、他端が床下Ｑ２に位置するハーネスＷ１と接続されている。前記遮断弁２０、水素センサ３１および車輪速センサ４０，４１には、ハーネス（第２接続ケーブル）Ｗ３の一端がそれぞれ接続され、他端がコネクタ５ｂを介してハーネスＷａと接続されている。
【００３５】
なお、本実施形態では、２箇所の貫通孔Ｓ１，Ｓ２が設けられているが、２箇所に限定されるものではなく、貫通孔Ｓ２の１箇所のみであってもよい。その場合、バッテリ６０から延びるハーネスＷ２は、貫通孔Ｓ２とコネクタ５ａとの間の床下Ｑ２に位置するハーネスＷ１に接続される。
【００３６】
図３に示すように、前記補機１５は、アノード系の補機として、エゼクタ１５ａ、水素パージ弁１５ｂなどで構成されている。エゼクタ１５ａは、水素供給配管１３を介して遮断弁２０と接続され、燃料電池１１のアノード側の出口から排出された未反応の水素を、循環配管１５ａ１を介して再び燃料電池１１のアノード側の入口に戻して再循環させる機能を有する。水素パージ弁１５ｂは、例えば、電磁作動式のもので、定期的に開弁してアノード側の循環経路に蓄積した不純物を排出する機能を有する。なお、不純物とは、燃料電池１１のアノードから固体高分子電解質膜を介してカソードに透過した生成水、空気に含まれる窒素などである。
【００３７】
なお、燃料電池システム１０は、カソード系の補機として、エアコンプレッサ１６（図１および図２参照）などを備えており、水素と同様に、燃料電池１１の後面に形成されたカソードの入口から空気が供給され、後面に形成されたカソードの出口からカソードオフガスが排出されるように構成されている。なお、図示していないが、カソード系の補機には、空気を加湿して燃料電池１１に供給するための加湿器などが設けられている。また、補機１５は、希釈器１５ｃを備えており、燃料電池１１のアノードから排出された水素を、燃料電池１１のカソードから排出されたカソードオフガスで希釈して、所定の水素濃度以下にして車外に排出するように構成されている。また、図示していないが、アノード系の補機として、水素タンク１２からの高圧の水素を減圧するためのレギュレータなどが設けられている。
【００３８】
なお、本実施形態における水素供給配管１３は、遮断弁２０と燃料電池１１のアノードの入口との間を接続する配管であり、水素排出配管１４は、燃料電池１１のアノードの出口と、水素パージ弁１５ｂなどを通って車外と連通する配管である。また、水素供給配管１３および水素排出配管１４は、燃料電池１１と水素タンク１２との間に配置されている。よって、車両の前方に位置する燃料電池１１と、後方に位置する水素タンク１２との間が、水素漏れが発生する可能性のある水素を取り扱う水素ガス流通領域Ｑの範囲となっている（図１および図２参照）。
【００３９】
図３に示すように、前記燃料電池制御装置７０は、コンタクタ７１、ＶＣＵ（Voltage Control Unit）７２、ＤＣ／ＤＣコンバータ７３と電気的に接続されている。コンタクタ７１は、燃料電池１１と負荷とを接続、遮断するスイッチである。なお、負荷とは、エアコンプレッサ１６、走行モータ（図示せず）、高電圧の蓄電装置（リチウムイオン電池、キャパシタなど、図示せず）などである。ＶＣＵ７２は、昇降圧コンバータなどを備えて構成され、燃料電池１１から取り出す発電電力を制御する機能を有する。ＤＣ／ＤＣコンバータ７３は、燃料電池１１からの電力を降圧して１２Ｖのバッテリ６０に充電する機能を有する。バッテリ６０に充電された電力によって、遮断弁２０、水素センサ３０，３１、車輪速センサ４０，４１、換気ファン５０、燃料電池制御装置７０、車両制御装置８０などを作動させる。
【００４０】
また、第１実施形態の燃料電池自動車１Ａでは、水素センサ３０，３１によって水素漏れが検知されたときに遮断弁２０が遮断されるが、前記貫通孔Ｓ１，Ｓ２は、遮断弁２０が遮断するまでの時間内に、漏れた水素が到達しない位置に配置されている。
【００４１】
なお、貫通孔Ｓ１，Ｓ２の位置を遮断弁２０が閉弁するまでの時間内に漏れ水素が到達しない位置とするものに限定されず、燃料電池自動車１Ａでは水素漏れが検知されたときに換気ファン５０を作動させるようにして、換気ファン５０が作動するまでの時間内に、漏れた水素が到達しない位置に貫通孔Ｓ１，Ｓ２を配置するようにしてもよい。
【００４２】
次に、第１実施形態の燃料電池自動車１Ａにおける動作について説明する。まず、イグニッションスイッチ（図示せず）がオンにされると、燃料電池制御装置７０によって遮断弁２０が開弁されて、水素タンク１２から水素が燃料電池１１のアノードに供給され、エアコンプレッサ１６が駆動されて、空気が燃料電池１１のカソードに供給される。そして、燃料電池１１のＯＣＶ（開回路電圧）が上昇して燃料電池１１から電流を取り出すことができる状態になると、燃料電池制御装置７０によって、コンタクタ７１が接続され、ＶＣＵ７２が制御されて、燃料電池１１から電流（電力）の取り出しが開始される。取り出された電流は、走行モータ（不図示）、エアコンプレッサ１６などの負荷に供給され、また必要に応じて高電圧の蓄電装置（不図示）に充電が行われる。また、低電圧のバッテリ６０には、残電力量（図示しないセンサで検出）に応じて、燃料電池制御装置７０によるＤＣ／ＤＣコンバータ７３の制御によって降圧された後に充電が行われる。
【００４３】
また、第１実施形態の燃料電池自動車１Ａでは、車両制御装置８０が水素センサ３０，３１によって燃料電池システム１０から水素漏れが発生していると判断した場合には、燃料電池制御装置７０を介して遮断弁２０を遮断する。またこのとき、車室内に設けられた警告ランプ（図示しない）などを点灯させるなどして運転者に警告を行う。第１実施形態では、貫通孔Ｓ１，Ｓ２が、燃料電池システム１０の十分に前方、すなわち水素漏れが検出されて遮断弁２０が閉じるまでの間に漏れた水素が貫通孔Ｓ１，Ｓ２に到達しない位置に設けられているので、仮に床下Ｑ２において燃料電池システム１０から水素漏れが発生したとしても床上Ｑ１の客室および荷室内に水素が入り込むのを防止できる。つまり、遮断弁２０が閉じられることで燃料電池システム１０内の水素が消費されることで水素圧が低下して水素漏れが停止するので、その後漏れた水素が貫通孔Ｓ１，Ｓ２に到達することはない。
【００４４】
なお、燃料電池システム１０からの水素漏れを検出し、水素漏れが発生していると判断したときに換気ファン５０が駆動される場合、貫通孔Ｓ１，Ｓ２の位置は、水素漏れが検出されて換気ファン５０が駆動されるまでの間に漏れた水素が貫通孔Ｓ１，Ｓ２に到達しない位置に設けられるようにしてもよい。これにより漏れた水素が床上Ｑ１の車室内（客室および荷室内）に水素が入り込むのを防止できる。つまり、燃料電池システム１０の前方へ漏れ水素が流れたとしても、漏れ水素が貫通孔Ｓ１，Ｓ２に到達する前に換気ファン５０が駆動されることで、漏れ水素の流れが前方から後方に切り替えられて、車外へと排出されるようになる。
【００４５】
また、第１実施形態によれば、燃料電池システム１０の後方にある水素センサ３１、車輪速センサ４０，４１、遮断弁２０に接続されたハーネスＷ３が、ハーネスＷａおよびハーネスＷ１を介して車両制御装置８０に接続されているので、車輪速センサ４０，４１などと車両制御装置８０とをハーネスＷ１，Ｗａとは別のハーネスで接続するときよりも、部品点数を削減することができる。部品点数の削減により、重量、コスト、組み付け性、メンテナンス性の点において有利となる。すなわち、ハーネスを別々に配策した場合、それぞれのハーネスを固定するためのクリップ、ブラケットなどの部品が倍増する他、ハーネス保護のための外装材なども倍増することになるが、前記したように、ハーネスＷ１，Ｗａを利用してハーネスＷ３と車両制御装置８０と接続することにより、重量およびコストを削減でき、クリップによる固定箇所の削減により組み付け性の点において有利となり、ハーネスの点検や交換などのメンテナンスの点においても有利となる。なお、燃料電池システム１０の前方に設けられる換気ファン５０やバッテリ６０についても同様に、部品点数の削減により、重量、コスト、組み付け性、メンテナンス性の点において有利となる。
【００４６】
なお、第１実施形態では、燃料電池システム１０の後部に設けられる電気部品として、遮断弁２０、水素センサ３０、車輪速センサ４０，４１を例示して説明したが、これらに限定されるものではなく、さらにブレーキ液圧センサやＴＰＭＳ（Tire Pressure Monitoring System）などがハーネスＷ３と接続されていてもよい。
【００４７】
図４は第２実施形態の燃料電池自動車の接続ケーブル配策構造を車両上方から見たときの概略図、図５は第２実施形態の燃料電池自動車の接続ケーブル配策構造を車両側面から見たときの概略図である。なお、前記した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４８】
図４に示すように、燃料電池自動車１Ｂは、貫通孔Ｓ３がフロアパネル４の後面に形成される構成であり、貫通孔Ｓ３が鉛直方向に延びるリアパネル４ｄに形成されている。この貫通孔Ｓ３も、第１実施形態と同様に、水素ガス流通領域Ｑから外れた位置に形成されている。この貫通孔Ｓ３にはハーネスＷ１１が貫通して配策されて、床下Ｑ２の燃料電池制御装置７０から延びるハーネスＷａのコネクタ５ｂと、床上Ｑ１の車両制御装置８０とがハーネスＷ１１を介して接続されている。また、バッテリ６０は、ハーネスＷ１２を介して燃料電池制御装置７０から延びるハーネスＷａのコネクタ５ａと接続されている。また、遮断弁２０、水素センサ３１、車輪速センサ４０，４１から延びるハーネスＷ１３は、コネクタ５ｂの近傍においてハーネスＷ１１と接続されている。また、換気ファン５０は、ハーネスＷ１４を介してハーネスＷ１２と接続されている。
【００４９】
図５に示すように、灯火類９０は、ハーネスＷ１５を介して、車両制御装置８０から床上Ｑ１を車両後方に向けて延びるハーネスＷ１１と接続されている。なお、水素は非常に軽い気体であることより、仮に水素漏れが発生して漏れた水素が貫通孔Ｓ３に到達したとしても、リアパネル４ｄの外面に沿って上昇するので、貫通孔Ｓ３から床上Ｑ１に入り込むことがない。
【００５０】
図６は第３実施形態の燃料電池自動車の接続ケーブル配策構造を車両上方から見たときの概略図、図７は第３実施形態の燃料電池自動車の接続ケーブル配策構造を車両前方から見たときの概略断面図である。なお、前記した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
図６および図７に示すように、燃料電池自動車１Ｃは、貫通孔Ｓ４がフロアパネル４の側面に形成される構成であり、貫通孔Ｓ４が鉛直方向に延びるサイドパネル４ｅ（例えば、サイドシル）に形成されている。なお、この貫通孔Ｓ４も、水素ガス流通領域Ｑから外れた位置に形成されている。この貫通孔Ｓ４にはハーネスＷ２１が貫通して配策されて、床下Ｑ２の燃料電池制御装置７０から延びるハーネスＷａのコネクタ５ｂと、床上Ｑ１の車両制御装置８０とがハーネスＷ２１を介して接続されている。また、バッテリ６０は、ハーネスＷ２２を介して燃料電池制御装置７０から延びるハーネスＷ２１と床下Ｑ２において接続されている。この場合も図４および図５における実施形態と同様に、仮に水素漏れが発生して漏れた水素が貫通孔Ｓ４に到達したとしても、水素がサイドパネル４ｅの外面に沿って上昇するので、貫通孔Ｓ４から床上Ｑ１に入り込むことがない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】第１実施形態の燃料電池自動車の接続ケーブル配策構造を車両上方から見たときの概略図である。
【図２】第１実施形態の燃料電池自動車の接続ケーブル配策構造を車両側面から見たときの概略図である。
【図３】第１実施形態の燃料電池自動車に搭載される燃料電池システムの全体構成図であるである。
【図４】第２実施形態の燃料電池自動車の接続ケーブル配策構造を車両上方から見たときの概略図である。
【図５】第２実施形態の燃料電池自動車の接続ケーブル配策構造を車両側面から見たときの概略図である。
【図６】第３実施形態の燃料電池自動車の接続ケーブル配策構造を車両上方から見たときの概略図である。
【図７】第３実施形態の燃料電池自動車の接続ケーブル配策構造を車両前方から見たときの概略断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１Ａ 燃料電池自動車（燃料電池車両）
４ フロアパネル（床）
１０ 燃料電池システム
１１ 燃料電池
１２ 水素タンク
１３ 水素供給配管
１４ 水素排出配管
２０ 遮断弁（遮断装置）
３０，３１ 水素センサ（電気部品）
４０，４１ 車輪速センサ（電気部品）
５０ 換気ファン（換気手段）
６０ バッテリ（電気部品）
７０ 燃料電池制御装置
８０ 車両制御装置
Ｑ１ 床上
Ｑ２ 床下
Ｓ１，Ｓ２ 貫通孔
Ｗａ ハーネス（第１接続ケーブル）
Ｗ１ ハーネス（第１接続ケーブル）
Ｗ２〜Ｗ４ ハーネス（第２接続ケーブル）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の床下に、水素ガスと酸化剤ガスとの反応により発電する燃料電池、水素タンク、前記水素タンクから前記燃料電池へ水素ガスを供給する水素供給配管、および、前記燃料電池から排出される水素排ガスを排出する水素排出配管、を備えた燃料電池システムと、
前記燃料電池システムを制御する燃料電池制御装置と、
前記車両の床下に設けられ、水素漏れを検知する水素センサと、
前記水素センサが水素漏れを検知したときに、少なくとも前記水素タンクから供給される水素ガスを遮断する遮断装置と、
前記車両の床上に設けられ、前記燃料電池制御装置と第１接続ケーブルにより接続されて、前記車両の車両制御を行う車両制御装置と、を備え、
前記水素供給配管および前記水素排出配管は、前記車両の前後方向において、前記燃料電池と前記水素タンクとの間に配置され、
前記車両の床には、前記第１接続ケーブルが貫通して配策される貫通孔が形成され、
前記貫通孔は、水素漏れが発生する可能性のある水素ガス流通領域から外れた位置に配置されていることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項２】
前記貫通孔は、前記水素センサが前記燃料電池システムからの水素漏れを検知して前記遮断装置を遮断するまでの時間内に、漏れた水素ガスが到達しない位置に配置されてい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】
前記車両の前後方向において前記燃料電池システムの前方もしくは後方で前記車両の床下に設けられる電気部品と前記車両制御装置とを接続するケーブルとして、前記貫通孔を通って配策される前記第１接続ケーブルを介して前記燃料電池システムの前方もしくは後方に配策する第２接続ケーブルを備えた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４】
前記燃料電池システムを換気する換気手段を備え、
前記貫通孔は、前記水素センサが前記燃料電池システムからの水素漏れを検知して前記換気手段が換気するまでの間に、漏れた水素ガスが到達しない位置に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料電池車両。
【請求項１】
車両の床下に、水素ガスと酸化剤ガスとの反応により発電する燃料電池、水素タンク、前記水素タンクから前記燃料電池へ水素ガスを供給する水素供給配管、および、前記燃料電池から排出される水素排ガスを排出する水素排出配管、を備えた燃料電池システムと、
前記燃料電池システムを制御する燃料電池制御装置と、
前記車両の床下に設けられ、水素漏れを検知する水素センサと、
前記水素センサが水素漏れを検知したときに、少なくとも前記水素タンクから供給される水素ガスを遮断する遮断装置と、
前記車両の床上に設けられ、前記燃料電池制御装置と第１接続ケーブルにより接続されて、前記車両の車両制御を行う車両制御装置と、を備え、
前記水素供給配管および前記水素排出配管は、前記車両の前後方向において、前記燃料電池と前記水素タンクとの間に配置され、
前記車両の床には、前記第１接続ケーブルが貫通して配策される貫通孔が形成され、
前記貫通孔は、水素漏れが発生する可能性のある水素ガス流通領域から外れた位置に配置されていることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項２】
前記貫通孔は、前記水素センサが前記燃料電池システムからの水素漏れを検知して前記遮断装置を遮断するまでの時間内に、漏れた水素ガスが到達しない位置に配置されてい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】
前記車両の前後方向において前記燃料電池システムの前方もしくは後方で前記車両の床下に設けられる電気部品と前記車両制御装置とを接続するケーブルとして、前記貫通孔を通って配策される前記第１接続ケーブルを介して前記燃料電池システムの前方もしくは後方に配策する第２接続ケーブルを備えた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４】
前記燃料電池システムを換気する換気手段を備え、
前記貫通孔は、前記水素センサが前記燃料電池システムからの水素漏れを検知して前記換気手段が換気するまでの間に、漏れた水素ガスが到達しない位置に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料電池車両。
【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２００９−２９２１９０（Ｐ２００９−２９２１９０Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４５３４２（Ｐ２００８−１４５３４２）
【出願日】平成２０年６月３日（２００８．６．３）
【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２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月３日（２００８．６．３）
【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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