燃料電池車輛的制作方法
【專利摘要】提供一種燃料電池車輛，其包括風冷式燃料電池堆和熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置，并且在該燃料電池車輛中，熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置包括在制冷劑循環(huán)通道中以如下順序排列的壓縮機、室內(nèi)換熱器、膨脹閥和外部換熱器，該外部換熱器包括制冷用的外部換熱器和制暖用的外部換熱器，風冷式燃料電池堆、制冷用的外部換熱器和制暖用的外部換熱器設置在車輛的前部，并且制暖用的外部換熱器由冷卻風冷式燃料電池堆后的外部空氣加熱，在風冷式燃料電池堆的前側(cè)和后側(cè)分別安裝有進氣管和排氣管，進氣管和制冷用的外部換熱器從前方觀看車輛時彼此不重疊且設置在車輛的前側(cè)部，并且制暖用的外部換熱器設置在排氣管的后方。結(jié)果是，能夠改善熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置的空氣調(diào)節(jié)性能，并且同時能夠提高風冷式燃料電池堆的可操作性。
【專利說明】燃料電池車輛
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃料電池車輛，尤其涉及安裝有風冷式燃料電池堆和熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置并且實現(xiàn)了空氣調(diào)節(jié)性能改進和風冷式燃料電池堆的可操作性改進的燃料電池車輛。
【背景技術(shù)】
[0002]在燃料電池裝置中，通過氫和空氣中的氧之間的化學反應發(fā)電，并且同時產(chǎn)生水。
[0003]在燃料電池反應中，出現(xiàn)各種損失，包括由燃料電池堆內(nèi)部的電解質(zhì)膜或電極的電阻引起的電阻過電壓、用于在氫和氧之間發(fā)生電化學反應的激活過電壓、由擴散層中氫和氧的移動引起的擴散過電壓等，并且由此產(chǎn)生的廢熱必須去除。
[0004]燃料電池裝置包括用于通過冷卻水去除在發(fā)電時產(chǎn)生的熱的水冷式燃料電池裝置和用于通過空氣冷卻的風冷式燃料電池裝置。
_5] 現(xiàn)有技術(shù)文獻_6] 專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開2000-301935號公報
[0008]專利文獻2:日本特開2004-42759號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

_9] 發(fā)明要解決的問題
[0010]以往由于安裝在燃料電池車輛中的燃料電池裝置的燃料電池堆具有比內(nèi)燃機的發(fā)熱量小的發(fā)熱量，所以當不能獲得足夠的熱量來制暖車廂內(nèi)部時是不便的。
[0011]因此,如在專利文獻I或?qū)＠墨I2中，在熱源沒有保證的車輛中可以使用從外部空氣抽取熱量的熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置。
[0012]專利文獻I描述了如下結(jié)構(gòu):熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置的兩個外部換熱器單元在發(fā)熱源的空氣流動方向上前后排列，并且切換制冷劑通道，使得:在制暖操作期間使制冷劑循環(huán)到設置在發(fā)熱源的后側(cè)的外部換熱器，而在制冷期間使制冷劑循環(huán)到設置在發(fā)熱源的前側(cè)的外部換熱器。
[0013]根據(jù)專利文獻I的該結(jié)構(gòu)，通過在制暖期間允許穿過發(fā)熱源流過車輛外部換熱器的外部空氣處于相對高的溫度，可以抑制車輛外部換熱器結(jié)霜，并且通過在制冷期間允許外部空氣在穿過發(fā)熱源流到車輛外部換熱器之前處于相對低的溫度，可以提高制冷性能。
[0014]專利文獻2描述了在設置有發(fā)動機或燃料電池裝置以及熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置的車輛中，用于冷卻發(fā)動機或燃料電池裝置的兩個散熱器單元在熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置的車輛外部換熱器的前和后排列，并且在制暖期間使冷卻水流到前側(cè)的散熱器，而在制冷期間使冷卻水流到后側(cè)的散熱器，使得制冷和制暖期間制冷劑循環(huán)量相等，并且獲得了與專利文獻I類似的效果。
[0015]然而，由于專利文獻I和專利文獻2中描述的結(jié)構(gòu)具有在車輛縱向上并置的三個換熱器，所以通過增加通風阻力來減小穿過換熱器的外部空氣的空氣量是不便的，并且每個換熱器的散熱性能惡化。
[0016]此外，在專利文獻I和專利文獻2中描述的結(jié)構(gòu)中，發(fā)動機或者燃料電池裝置采用使冷卻水在其中循環(huán)的水冷式，如果將該水冷式用于使用外部空氣作為反應氣體和冷卻介質(zhì)的風冷式燃料電池裝置，則在制冷期間反應氣體溫度升高，這可導致發(fā)電量波動的不便。
[0017]本發(fā)明的目的是提高安裝有風冷式燃料電池堆和熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置的燃料電池車輛的空氣調(diào)節(jié)性能和風冷式燃料電池堆的操作性。
[0018]用于解決問題的方案
[0019]因此，在本發(fā)明中，為了克服上述不便，車輛設置有使用外部空氣作為反應氣體和冷卻介質(zhì)的風冷式燃料電池堆；以及熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置，所述熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置在使制冷劑循環(huán)的制冷劑循環(huán)通道中包括按如下順序設置的裝置:壓縮機，其用于壓縮所述制冷劑；室內(nèi)換熱器，其用于在所述制冷劑和車廂內(nèi)的空氣之間進行熱交換；膨脹閥，其用于使所述制冷劑膨脹；以及外部換熱器，其用于在所述制冷劑和外部空氣之間進行熱交換，所述熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置可在制冷時和制暖時對所述制冷劑的流動方向進行切換；所述外部換熱器包括:只在制冷期間使所述制冷劑循環(huán)的制冷用的外部換熱器和只在制暖期間使所述制冷劑循環(huán)的制暖用的外部換熱器；并且所述風冷式燃料電池堆、所述制冷用的外部換熱器和所述制暖用的外部換熱器設置在所述車輛的前部；并且所述制暖用的外部換熱器由冷卻所述風冷式燃料電池堆后的外部空氣加熱，其中在所述風冷式燃料電池堆的前側(cè)和后側(cè)分別安裝有進氣管和排氣管；所述進氣管和所述制冷用的外部換熱器從前方觀看所述車輛時在車輛縱向上彼此不重疊且設置在所述車輛的前側(cè)部；并且所述制暖用的外部換熱器設置在所述排氣管的后方。
[0020]發(fā)明效果
[0021 ] 如上文詳細描述的，根據(jù)本發(fā)明，在制暖期間，通過與風冷式燃料電池堆熱交換而溫度升高的外部空氣可以加熱制暖用的外部換熱器，并且可以提高熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置的制暖性能，并且可以防止制暖用的外部換熱器結(jié)霜。
[0022]此時，當從前方觀看車輛時，由于進氣管和制冷用的外部換熱器以在車輛縱向上不重疊的狀態(tài)設置于車輛的前側(cè)部，所以可以防止通過進氣管流到制暖用的外部換熱器的外部空氣的流量由于制冷用的外部換熱器的通風阻力而減少。
[0023]因此，可以提高風冷式燃料電池堆的散熱效果和制暖用的外部換熱器的加熱效果，并且可以提高熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置的制暖性能。
[0024]此外，在制冷期間，可以防止流過制冷用的外部換熱器的外部空氣的流量由于制暖用的外部換熱器的通風阻力而減少，并且可以提高熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置的制冷性能。
[0025]此外，由于制冷期間通過冷卻制冷用的外部換熱器而溫度升高的外部空氣不流入風冷式燃料電池堆，所以可以抑制作為反應氣體的外部空氣的溫度變化。
[0026]因此，在本發(fā)明中，可以提高熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置的空氣調(diào)節(jié)性能，并且可以提高風冷式燃料電池堆的可操作性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是燃料電池車輛的前部的俯視圖(實施例)。
[0028]圖2是從右前方觀看該燃料電池車輛的前部的狀態(tài)下的立體圖(實施例)。[0029]圖3是從右側(cè)觀看時該燃料電池車輛的立體圖(實施例)。
[0030]圖4是該燃料電池車輛的前部的前視圖(實施例)。
[0031]圖5是風冷式燃料電池系統(tǒng)的配置圖(實施例)。
[0032]圖6是示出熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置制暖期間制冷劑通道的圖(實施例)。
[0033]圖7是示出熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置制冷期間制冷劑通道的圖(實施例)。
【具體實施方式】
[0034]下面參照附圖詳細描述本發(fā)明的實施方式。
[0035][實施例]
[0036]圖1至圖7示出本發(fā)明的實施例。
[0037]在圖1至圖4中，附圖標記I表示燃料電池車輛，附圖標記2表示車體面板(也稱為“發(fā)動機罩”)，附圖標記3表示前擋風玻璃，附圖標記4表示前圍板，附圖標記5L表示左前輪，附圖標記5R表示右前輪，附圖標記6L表示左側(cè)面板，附圖標記6R表示右側(cè)面板。
[0038]燃料電池車輛I安裝有風冷式燃料電池系統(tǒng)7。
[0039]在風冷式燃料電池系統(tǒng)7中，如圖5中所示，以壓縮狀態(tài)存儲在氫罐8中的高壓氫氣在通過減壓閥9減壓之后被引入到風冷式燃料電池堆10的陽極進氣部分中，而陰極進氣裝置像一般的燃料電池裝置那樣沒有高壓壓縮機，并且外部空氣經(jīng)由過濾器11引入并通過低壓鼓風扇12提供給風冷式燃料電池堆10。
[0040]提供給風冷式燃料電池堆10的空氣不僅在風冷式燃料電池堆10中的發(fā)電反應中使用(反應氣體)，而且還具有去除風冷式燃料電池堆10中的廢熱和冷卻風冷式燃料電池堆10的作用。
[0041]風冷式燃料電池堆10的陽極排氣通道通過清洗閥13連接到風冷式燃料電池堆10的陰極排氣通道，并且當從陽極側(cè)排出的廢氫氣被清洗時，該廢氫氣被稀釋到可燃下限濃度以下并且通過陰極側(cè)排氣排出到外部。
[0042]在風冷式燃料電池系統(tǒng)7中，進行電化學反應，并且由此產(chǎn)生水。
[0043]風冷式燃料電池堆10 —般是通過大量的稱為“電池”的最小結(jié)構(gòu)單元層疊而形成的。
[0044]由于風冷式燃料電池系統(tǒng)7不像水冷式燃料電池裝置中那樣具有水冷回路，所以不能通過冷卻水進行制暖。
[0045]接下來描述本發(fā)明的燃料電池車輛的制暖和制冷系統(tǒng)14。
[0046]如圖6和圖7中所示，安裝在燃料電池車輛I上的燃料電池車輛用的制暖和制冷系統(tǒng)14設置有熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置(也稱為“熱泵式制暖和制冷系統(tǒng)”)15。
[0047]如圖6和圖7中所示，該熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置15具有用于壓縮制冷劑的壓縮機17、用于在制冷劑和車廂內(nèi)的空氣之間進行熱交換的車內(nèi)換熱器18、用于使制冷劑膨脹的膨脹閥19以及用于在制冷劑和外部空氣之間進行熱交換的外部換熱器20，它們以上述順序排列在制冷劑循環(huán)通道16中，制冷劑在該制冷劑循環(huán)通道16中循環(huán)，并且制冷劑的流動在制冷方向和制暖方向之間切換。
[0048]此外，外部換熱器20包括只在制冷期間制冷劑才在其中循環(huán)的制冷用的外部換熱器21和只在制暖期間制冷劑才在其中循環(huán)的制暖用的外部換熱器22。[0049]此時，如圖1和圖2中所示，燃料電池車輛I具有設置在車輛前部的風冷式燃料電池堆10、制冷用的外部換熱器21和制暖用的外部換熱器22，并且配置為使得制暖用的外部換熱器22由冷卻風冷式燃料電池堆10后的外部空氣加熱。
[0050]也就是說，在熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置15制暖期間，如圖6中所示，風冷式燃料電池系統(tǒng)7的陰極排氣只在制暖用的外部換熱器22中循環(huán)。
[0051]此時，風冷式燃料電池系統(tǒng)7的陰極排氣的溫度低于內(nèi)燃機的冷卻水溫度，但是充分高于制暖期間外部空氣溫度。
[0052]因此，通過將風冷式燃料電池系統(tǒng)7的陰極排氣引到制暖用的外部換熱器22，制冷劑被進一步加熱，并且防止制暖用的外部換熱器22結(jié)霜，改善了制暖性能。
[0053]由于近來功率電子技術(shù)的發(fā)展，包括燃料電池車輛I的電動車輛由于電動機、逆變器等的損耗而產(chǎn)生極少量的熱，但是來自燃料電池系統(tǒng)的廢熱的量相對較大，因此制暖用的外部換熱器22回收風冷式燃料電池系統(tǒng)7的陰極廢熱的效果非常大。
[0054]另一方面，在熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置15制冷期間，如圖7中所示，溫度高于外部空氣溫度的風冷式燃料電池系統(tǒng)7的陰極排氣被引入到熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置15的制暖用的外部換熱器22導致制冷性能惡化。
[0055]因此，在本發(fā)明的實施例中，在制冷期間通過第一至第三切換閥23、24和25切換制冷劑循環(huán)通道16，使得制冷劑通過制冷用的外部換熱器21循環(huán)。
[0056]外部空氣(行駛風)像過去一樣被引入到制冷用的外部換熱器21中。
[0057]如上所述，通過在熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置15中提供多個外部換熱器，即，制冷用的外部換熱器21和制暖用的外部換熱器22，并且通過根據(jù)制冷和制暖的狀態(tài)切換制冷劑循環(huán)通道16，可以實現(xiàn)制暖期間防止結(jié)霜、制暖期間外部換熱器的制暖性能提高以及制冷期間制冷性能提聞。
[0058]下面描述燃料電池車輛I的前部結(jié)構(gòu)。
[0059]首先，在燃料電池車輛I的前部，如圖1至圖4中所示，制冷用的外部換熱器21在燃料電池車輛I的車輛寬度方向上設置在中心線C的左側(cè)并且還在前部保險桿26的后方，用于冷卻電部件的散熱器(也稱為“水冷式換熱器”)27設置在制冷用的外部換熱器21的后方。
[0060]逆變器28和行駛電動機29設置在散熱器27后方。
[0061]此外，風冷式燃料電池堆10設置在逆變器28的右側(cè)。
[0062]此時，如圖3中所示，風冷式燃料電池堆10包括第一燃料電池單元IOa和位于第一燃料電池單元IOa下方的第二燃料電池單元10b。
[0063]然后，在風冷式燃料電池堆10的前側(cè)和后側(cè)分別安裝有進氣管30和排氣管31。
[0064]此時，如圖2至圖4中所示，進氣管30包括上面的位于第一燃料電池單元IOa前側(cè)的第一進氣管30a和位于第一進氣管30a下方并且在第二燃料電池單元IOb前側(cè)的第二進氣管30b。
[0065]此外，如圖3中所示，排氣管31包括上面的位于第一燃料電池單元IOa后側(cè)的第一排氣管31a和位于第一排氣管31a下方并且在第二燃料電池單元IOb后側(cè)的第二排氣管31b。
[0066]此時，當從前方觀看燃料電池車輛I時，進氣管30和制冷用的外部換熱器21以在車輛縱向上彼此不重疊的方式設置在車輛的前側(cè)部，并且制暖用的外部換熱器22以該配置設置在排氣管31后方。
[0067]具體來說，如圖1、圖2和圖4中所示，在燃料電池車輛I的前側(cè)部，當制冷用的外部換熱器21設置在燃料電池車輛I的車輛寬度方向中心線C的左側(cè)并且還在前部保險桿26的后方時，進氣管30設置在制冷用的外部換熱器21的右側(cè)，即，在燃料電池車輛I的車輛寬度方向中心線C的右側(cè)并且還在前部保險桿26的后方，使得進氣管30和制冷用的外部換熱器21在車輛縱向上不相互重疊。
[0068]此外，如圖1至圖3中所示，制暖用的外部換熱器22設置在排氣管31的后方和行駛電動機29的設置位置附近。
[0069]因此，利用上述結(jié)構(gòu)，在制暖期間，通過與風冷式燃料電池堆10熱交換而溫度升高的外部空氣可以加熱制暖用的外部換熱器22，并且熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置15的制暖性能可以提高，并且可以防止制暖用的外部換熱器22結(jié)霜。
[0070]此時，當從前方觀看燃料電池車輛I時，由于進氣管30和制冷用的外部換熱器21以在車輛縱向上不相互重疊的方式設置在車輛的前側(cè)部，所以可以防止由于制冷用的外部換熱器21的通風阻力經(jīng)由進氣管30流到制暖用的外部換熱器22的外部空氣的流量下降。
[0071]因此，改善了風冷式燃料電池堆10的散熱效果和制暖用的外部換熱器22的加熱效果，并且可以提高熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置15的制暖性能。
[0072]此外，在制冷期間，可以防止由于制暖用的外部換熱器22的通風阻力流過制冷用的外部換熱器21的外部空氣流量下降，并且可以提高熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置15的制冷性能。
[0073]此外，由于通過冷卻制冷用的外部換熱器21而溫度升高的外部空氣在制冷期間不流入風冷式燃料電池堆10，所以可以抑制作為反應氣體的外部空氣的溫度變化。
[0074]因此，在本發(fā)明的該實施例中，可以提高熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置15的空氣調(diào)節(jié)性能，并且同時可以提高風冷式燃料電池堆10的可操作性。
[0075]此外，制冷用的外部換熱器21設置在車輛寬度方向或者車輛上下方向上從中部偏向一側(cè)的位置，并且進氣管30設置在車輛寬度方向或車輛上下方向上從中部偏向另一側(cè)的位置。
[0076]也就是說，當設置制冷用的外部換熱器21時，如圖1和圖2中所示，它被設置在燃料電池車輛I的車輛寬度方向中心線C的左側(cè)并且在前部保險桿26的后方位置，例如，在車輛寬度方向上從中部偏向一側(cè)即左側(cè)的位置。
[0077]此外，當設置進氣管30時，如圖1、圖2和圖4中所示，它被設置在燃料電池車輛I的車輛寬度方向中心線C的右側(cè)并且在前部保險桿26的后方位置，例如，在車輛寬度方向上從中部偏向另一側(cè)即右側(cè)的位置。
[0078]結(jié)果，由于制冷用的外部換熱器21和進氣管30從車輛寬度方向或車輛上下方向上的中部，或者在本實施例的說明中，在車輛寬度方向上的中部，以彼此相反的方向移動，所以可以防止制冷期間通過冷卻制冷用的外部換熱器21而溫度升高的外部空氣流入風冷式燃料電池堆10而又不以任何復雜方式彎曲進氣管30。
[0079]此外，排氣扇32設置在風冷式燃料電池堆10和制暖用的外部換熱器22之間。
[0080]也就是說，如圖1和圖3中所示，排氣扇32設置在位于車輛前部的風冷式燃料電池堆10和位于比安裝在風冷式燃料電池堆10上的排氣管31靠近車輛后方的一側(cè)的制暖用外部換熱器22之間。
[0081]此時，如圖3中所示，排氣扇32包括位于排氣管31的第一排氣管31a后方并且與車輛寬度方向平行設置的第一排氣扇32a和32a以及位于第一排氣扇32a和32a下方并且位于排氣管31的第二排氣管31b后方的第二排氣扇32b。
[0082]結(jié)果，外部空氣可以被排氣扇32引出風冷式燃料電池堆10，同時溫度已經(jīng)升高的外部空氣可被送入制暖用的外部換熱器22。
[0083]因此，可以改善制暖用的外部換熱器22的加熱特性，并且可以提高安裝有風冷式燃料電池堆10的燃料電池車輛I的制暖性能。
[0084]此外，制暖用的外部換熱器22設置在行駛電動機29上方。
[0085]也就是說，當行駛電動機29設置在排氣管31后方時，如圖3中所示，制暖用的外部換熱器22設置在行駛電動機29上方。
[0086]結(jié)果，制暖期間從行駛電動機29產(chǎn)生的熱可以加熱位于上方的制暖用的外部換熱器22，并且可以提高熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置15的制暖性能。
[0087]此外，可以防止行駛電動機29使外部空氣通過其流到制暖用的外部換熱器22的通道中的通風阻力增加，并且可以改善制暖用的外部散熱器22的加熱特性。
[0088]此外，風冷式燃料電池堆10具有如下結(jié)構(gòu):燃料電池單元或者例如第一和第二燃料電池單元IOa和IOb總共二個單元在車輛上下方向上堆疊，并且排氣管31和排氣扇32在車輛上下方向上分別設置在與第一和第二燃料電池單元IOa和IOb相對應的位置。
[0089] 也就是說，如圖3中所示，風冷式燃料電池堆10包括第一燃料電池單元IOa和位于第一燃料電池單元IOa下方的第二燃料電池單元10b，并且第一排氣管31a和第一排氣扇32a和32a設置在與第一和第二燃料電池單兀IOa和IOb相對應的位置，即，在第一燃料電池單元IOa后方，而第二排氣管31b和第二排氣扇32b設置在第二燃料電池單元IOb后方。
[0090]結(jié)果，外部空氣能夠被可靠地引導到制暖用的外部換熱器22，并且例如通過排氣管31和排氣扇32的排列方法在車輛上下方向上堆疊的第一和第二燃料電池單元IOa和IOb的冷卻效果被提高。
[0091]另外，燃料電池車輛I設置有風冷式燃料電池系統(tǒng)7的風冷式燃料電池堆10和熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置15。
[0092]在風冷式燃料電池系統(tǒng)7中，關(guān)于包括兩個燃料電池單元的風冷式燃料電池堆10，即，分別在上側(cè)和下側(cè)的第一和第二燃料電池單元IOa和10b，分別設置有包括第一和第二進氣管30a和30b的進氣管30、包括第一和第二排氣管31a和31b的排氣管31以及包括第一和第二排氣扇32a、32a和32b的排氣扇32。
[0093]此時，排氣扇32通過排氣管31設置在風冷式燃料電池堆10的第一和第二燃料電池單元IOa和IOb的后方，并且制暖用的外部換熱器22設置在安裝于位于上部的第一燃料電池單兀IOa的第一和第二排氣扇32a和32a的后方。
[0094]另一方面，制冷用的外部換熱器21安裝在車輛前部進氣管30的側(cè)方并且在行駛風吹到的位置。
[0095]在制暖期間，在制暖用的外部換熱器22中回收風冷式燃料電池系統(tǒng)7的排氣熱量，而在制冷期間，切換通道使得制冷劑穿過制冷用的外部換熱器21。
[0096]此時，制暖用的外部換熱器22設置在風冷式燃料電池堆10的后方，并且在該實施例中，如圖1中所示，其橫向?qū)挾缺辉O定為基本等于風冷式燃料電池堆10的長度。
[0097]結(jié)果，可以有效地回收風冷式燃料電池堆10的廢熱。
[0098]此外，制暖用的外部換熱器22設置在風冷式燃料電池堆10的后方，行駛電動機29的上部。
[0099]結(jié)果，可以有效利用行駛電動機29的上部空間，并且由于可以容易地收集制暖的空氣，所以可以實現(xiàn)有效的熱回收。
[0100]即使風冷式燃料電池堆10的冷卻方法是水冷式，也可以采用本實施例中制冷用的外部換熱器21和制暖用的外部換熱器22的排列結(jié)構(gòu)，但是對于不能使用制暖用的冷卻水的風冷式燃料電池系統(tǒng)7，這是特別有效的制暖手段。
[0101][附圖標記列表]
[0102]I燃料電池車輛
[0103]7風冷式燃料電池系統(tǒng)
[0104]8 氫罐
[0105]9減壓閥
[0106]10風冷式燃料電池堆
[0107]11過濾器
[0108]12鼓風扇
[0109]13清洗閥
[0110]14燃料電池車輛的制暖/制冷系統(tǒng)
[0111]15熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置(也稱為“熱泵式制暖和制冷系統(tǒng)”)
[0112]16制冷劑循環(huán)通道
[0113]17壓縮機
[0114]18室內(nèi)換熱器
[0115]19膨脹閥
[0116]20外部換熱器
[0117]21制冷用的外部換熱器
[0118]22制暖用的外部換熱器
[0119]23、24、25第一至第三切換閥
[0120]26保險桿
[0121]27散熱器(也稱為“用于水冷的換熱器”)
[0122]28逆變器
[0123]29行駛電動機
[0124]30進氣管
[0125]31排氣管
[0126]32排氣扇
【權(quán)利要求】
1.一種燃料電池車輛，包括: 使用外部空氣作為反應氣體和冷卻介質(zhì)的風冷式燃料電池堆和熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置，所述熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置在使制冷劑循環(huán)的制冷劑循環(huán)通道中包括按如下順序設置的裝置: 壓縮機，其用于壓縮所述制冷劑； 室內(nèi)換熱器，其用于在所述制冷劑和車廂內(nèi)的空氣之間進行熱交換； 膨脹閥，其用于使所述制冷劑膨脹；以及 外部換熱器，其用于在所述制冷劑和外部空氣之間進行熱交換， 所述熱泵式空氣調(diào)節(jié)裝置可在制冷時和制暖時對所述制冷劑的流動方向進行切換；所述外部換熱器包括:只在制冷期間使所述制冷劑循環(huán)的制冷用的外部換熱器和只在制暖期間使所述制冷劑循環(huán)的制暖用的外部換熱器；并且 所述風冷式燃料電池堆、所述制冷用的外部換熱器和所述制暖用的外部換熱器設置在所述車輛的前部；并且 所述制暖用的外部換熱器由冷卻所述風冷式燃料電池堆后的外部空氣加熱，其中 在所述風冷式燃料電池堆的前側(cè)和后側(cè)分別安裝有進氣管和排氣管； 所述進氣管和所述 制冷用的外部換熱器從前方觀看所述車輛時在車輛縱向上彼此不重疊且設置在所述車輛的前側(cè)部；并且 所述制暖用的外部換熱器設置在所述排氣管的后方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池車輛，其中 所述制冷用的外部換熱器設置在車輛寬度方向或者車輛上下方向上從中部偏向一側(cè)的位置，并且所述進氣管設置在所述車輛寬度方向或所述車輛上下方向上從中部偏向另一側(cè)的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池車輛，其中 在所述風冷式燃料電池堆和所述制暖用的外部換熱器之間設置有排氣扇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池車輛，其中 所述制暖用的外部換熱器設置在行駛電動機上方。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料電池車輛，其中 所述風冷式燃料電池堆具有如下結(jié)構(gòu):多個燃料電池單元在車輛上下方向上堆疊，并且所述排氣管和所述排氣扇在所述車輛上下方向上分別設置在與每個所述燃料電池單元對應的位置上。
【文檔編號】B60K11/04GK104024010SQ201280052259
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月27日
【發(fā)明者】池谷謙吾, 松本史郎, 小澤直樹, 梅實祐一 申請人:鈴木株式會社