以燃料电池为动力的两轮车的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及以燃料电池为动力的两轮车，其利用燃料气体的绝热膨胀(adiabaticexpans1n)冷却吸入的空气以使得燃料电池能够有效地发电。
【背景技术】
[0002]近年来，开发了以燃料电池为动力的两轮车(其可被称作“燃料电池两轮车”)，其中，将燃料电池产生的电力供给至马达并通过该马达驱动驱动轮(后轮)。燃料电池两轮车设置有燃料电池系统。在燃料电池系统中，通过作为燃料气体的氢与作为反应气体的氧之间的电化学反应产生电力。燃料电池两轮车中使用的燃料电池系统包括水冷式系统和空气冷却式系统。
[0003]水冷式燃料电池系统能够产生相对大的电力，但是该冷却系统需要散热器、冷却水泵、蓄水罐和配管，这使得系统的构造或结构复杂化。
[0004]另一方面，空气冷却式燃料电池系统产生数个kW的相对小的电力，但是不需要水冷式燃料电池系统的上述冷却系统中设置的散热器、冷却水泵、蓄水罐和配管，并且发电所产生的热能够由作为反应气体的空气冷却。
[0005]此外，空气冷却式燃料电池系统在空气流路中具有小压力损失，因而能够构造成取代作为辅助设备或机器的压缩机且仅需低耗电冷却(送风)风扇的简单系统。在能够以比四轮车辆的输出小的输出行驶的燃料电池两轮车中，在某些情况下能够使用空气冷却式燃料电池系统取代水冷式燃料电池系统。
[0006]在传统的燃料电池两轮车中，在专利文献I (日本特开2005-28987号公报)中，记载了通过将向燃料电池供给空气的供给空气配管分开至车辆左右并使供给空气配管暴露于行驶气流来冷却配管内部的供给空气的技术。
[0007]此外，专利文献2 (日本特开2008-247324号公报)记载了通过电风扇将外部空气供给至燃料电池的燃料电池两轮车，但是在该燃料电池两轮车中，设置了设置有散热器的水冷式燃料电池系统，燃料储存手段(氢罐)布置在燃料电池的车体后方侧。
[0008]关于专利文献I和专利文献2中记载的燃料电池两轮车，记载了将作为外部空气的空气供给至燃料电池堆的技术，但是专利文献I是通过将空气供给配管暴露于行驶气流而自然冷却燃料电池。专利文献I和专利文献2未示出不使用外部动力源而积极且强制地冷却供给至燃料电池的空气的技术。此外，专利文献2中记载的技术是设置有水冷式燃料电池系统的技术，系统构构造复杂。
[0009]专利文献3 (日本特开2012-054033号公报)记载了用于防止氢供给部件由于氢气的绝热膨胀而温度下降并用于冷却供给至燃料电池的供给空气的燃料电池系统。然而，专利文献3并未公开将该燃料电池系统应用于两轮车辆的具体技术。
【发明内容】
[0010]鉴于上述情况作出本发明，本发明的目的是提供一种燃料电池两轮车，其能够在不使用任何外部动力源的情况下利用燃料气体的绝热膨胀冷却供给至燃料电池的供给空气、改善燃料电池的发电效率并延长燃料电池的寿命。
[0011]通过提供如下以燃料电池为动力的两轮车能够实现以上目的，所述以燃料电池为动力的两轮车具有车辆本体、用于驱动驱动轮的电动机、用于向所述电动机供给电力的空气冷却式燃料电池、和用于储存向所述燃料电池提供的燃料气体的燃料罐，其中，所述燃料电池形成有用于供给反应用兼冷却用空气的进气通路，在所述进气通路的中部配置有以高压储存所述燃料气体的所述燃料罐，在从所述燃料罐向所述燃料电池供给燃料气体时，由所述燃料气体的绝热膨胀对通过所述进气通路的空气进行冷却。
[0012]在以上方面的优选实施方式中，提供了以下特征。
[0013]以燃料电池为动力的两轮车还可以设置有罩构件，所述罩构件包括覆盖所述车辆本体的前部的前部车体罩、覆盖所述车辆本体的中央部的中央车体罩和覆盖所述车辆本体的后部的后部车体罩，所述罩构件与所述车辆本体设置的座椅一起构成覆盖所述车辆本体的车辆外装，其中，所述燃料罐由所述中央车体罩覆盖并配置在所述车辆本体的中央部，所述燃料电池位于所述燃料罐的后上方且位于所述车辆本体的后部从而由所述座椅和后部车体罩覆盖。
[0014]更优选的是，所述中央车体罩在其前部形成有向车辆前方开口的进气口，所述进气通路构造成使得来自所述进气口且在所述燃料罐周围流动的吸入空气被引导至所述燃料电池。
[0015]期望的是，进气管设置成从所述燃料罐朝向所述燃料电池向车辆后上方延伸。
[0016]期望的是，所述车辆本体的中央部的高度低于所述车辆本体的后部的座椅的底面的高度，搁脚板在所述车辆本体的左右侧设置成使得左右搁脚板之间向上鼓出而形成所述车辆本体的中央部和沿车辆前后方向延伸的中央隧道区域，所述燃料罐以横卧状态配置在所述中央隧道区域。
[0017]期望的是，所述燃料罐平行于车辆中心轴线安装并且在所述燃料罐的后端部配置有燃料气体供给配管和燃料气体截止阀，从所述燃料电池向前方延伸的进气管具有进气口，该进气口具有形成在所述燃料罐的燃料气体供给配管和燃料气体截止阀上侧的开口。
[0018]所述以燃料电池为动力的两轮车可以是踏板型机动两轮车。
[0019]根据上述特征和结构的以燃料电池为动力的两轮车(燃料电池两轮车)，能够提供一种发电技术，该技术通过利用存储在高压燃料罐中的燃料气体的绝热膨胀，在不使用外部动力源的情况下，能够积极且强制地冷却供给至燃料电池的既用于反应又用于冷却的供给空气，并且能够改善燃料电池的发电效率从而延长燃料电池的寿命。
[0020]在应用到踏板型机动两轮车时，尤其能够实现上述这些有利的特征地。
[0021]从参照附图的以下说明中，本发明的特质和进一步的特征将变得更清楚。
【附图说明】
[0022]图1是示出根据本发明的实施方式的以燃料电池为动力的两轮车的整个左侧外观的图。
[0023]图2是以燃料电池为动力的两轮车的通过局部切除车辆外部而示出内部结构的左侧视图。
[0024]图3是示出以燃料电池为动力的两轮车的移除了车体外部的立体图。
[0025]图4是示出从右侧前方观察的设置于以燃料电池为动力的两轮车中的燃料电池的立体图。
[0026]图5是示出从左侧后方观察的设置于燃料电池两轮车中的燃料电池的立体图。
[0027]图6是沿着图2中的V1-VI线观察的平面图。
[0028]图7是示出从车辆后方侧观察的设置于以燃料电池为动力的两轮车中的燃料电池的配置的图。
[0029]图8是说明设置于燃料电池系统中的燃料电池的发电原理的示意图。
[0030]图9是示出设置于以燃料电池为动力的两轮车中的空气冷却式燃料电池系统的配置示例的框图。
【具体实施方式】
[0031]以下将参照【附图说明】根据本发明的以燃料电池为动力的两轮车的实施方式。
[0032]图1至图3是示出根据本发明的以燃料电池为动力的两轮车10(为了简便，下文中称为“燃料电池两轮车”)的说明性实施方式。
[0033]注意，为了便于说明，在燃料电池两轮车10中，由附图标记“F”表示车辆前方侧，由附图标记“R”表示车辆后方侧，并且这里参照图面的示出状态或驾驶员在车辆上的驾驶状态来使用术语“左”、“右”、“上”、和“下”等指示方向的术语。
[0034]如图1至图3所示，根据本实施方式的燃料电池两轮车10是通过使用从燃料电池获得的电力行驶的机动两轮车。
[0035]下文中将说明本实施方式的燃料电池两轮车10、即踏板型(scooter-type)机动两轮车的车辆本体的结构或构造。
[0036]燃料电池两轮车10包括车辆本体11、作为转向轮的前轮12、用于使前轮12转向的方向把(steering handlebar) 13、作为驱动轮的后轮14以及用于驱动后轮14的马达15。马达15起到驱动驱动轮的车辆用驱动马达单元的电动机的功能。
[0037]车辆本体11包括作为车辆的主结构构件即主框架的车体框架17、覆盖车体框架17的车辆外装18和配置在车体框架17上方的座椅19。
[0038]车辆本体11包括:空气冷却式燃料电池20 ;储存燃料电池20的发电用燃料的燃料罐21 ;用于辅助燃料电池20的电力的二次电池22 ;用于控制或管理燃料电池20的输出电压并且执行燃料电池20和二次电池22的电力分配控制的电力控制(管理)装置23 ;以及用于将从电力控制装置23供给的直流电力变换成三相交流电力并且执行马达15的运行控制的未示出的马达控制器。
[0039]S卩，燃料电池两轮车10的动力传动系是具有燃料电池20和二次电池22的混合系统。
[0040]车体框架17包括构成主框架的前立管26、上部尾部降低式车架27、左右一对下部尾部降低式车架28、左右一对上部车架29和左右一对下部车架30。
[0041]前立管26枢转地支撑位于车辆本体11前部的叉状的前叉32。
[0042]上部尾部降低式车架27连接至前立管26的上部、向车辆本体11的后下方倾斜。
[0043]下部尾部降低式车架28从前立管26的下部向大致直下方或后下方延伸。
[0044]上部车架29在车辆本体11的前半部从下部尾部降低式车架28的下端经由上部尾部降低式车架27的下端向车辆本体11的后方向延伸，并且在车辆本体11的后半部平滑地向车辆本体11的后上方倾斜。
[0045]座椅19配置在上部车架29的后半部的上方。
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