燃料电池式四轮摩托车

1.一种燃料电池式四轮摩托车，具有将4个车轮作为四角的、俯 视图为矩形的车体，在该车体的基本中央具备车座，在该车座的前方且 在车体上具备平坦的地板，用电动马达驱动行驶，其特征是：
在上述地板的下部配置有：贮存甲醇和水的水箱；由从该水箱供给 的甲醇和水产生氢气的改质器；使在该改质器产生的氢气和空气中的氧 气发生电化学反应、产生电的燃料电池；贮存在该燃料电池产生的电的 二次电池，以将上述车体左右分开的中心线为界，左右或右左等分地配置上述 燃料电池和上述电动马达。

技术领域\n本发明涉及一种燃料电池式四轮摩托车，具有将4个车轮作为四角 的、俯视图为矩形的车体，在车体的大致中央具备车座，在该车座的前 方且在上述车体上具备平坦的地板、用电动马达驱动行驶。\n背景技术\n作为一种燃料电池式四轮摩托车，众所周知，有例如日本专利公报 特开平3-109126号所公开的“燃料电池电动摩托车”。\n上述技术，根据同一公报的图1，是一种将燃料电池13(标号沿用同 一公报的标号)作为能源的电动摩托车，是将燃料电池13配置在车体2 的中央下部的摩托车1。\n例如，在使用燃料电池13的场合，如以后所描述的那样，除了燃 料电池13之外，需要有贮存甲醇的燃料箱、产生氢气的改质器、贮存 产生的电的二次电池等，在搭载在四轮摩托车的场合，燃料电池13、改 质器和二次电池等的总布置方案也成为一个重要的课题。以下，从燃料 电池的发电原理开始对燃料电池系统的一个例子进行说明。\n图6(a)～(b)是说明燃料电池的发电原理的图，(a)表示一般的水的电 解原理，(b)表示燃料电池的发电原理。\n在(a)中，将溶解了硫酸(H2SO4)等电解质的水放入水槽101中，在 该水槽101中放置白金等电极102、103，分别用容器104、105覆盖这 些电极102、103，若在电极102、103之间连接直流电源106，则在为 正的电极102产生氧气(O2)，在为负极的电极103产生氢气(H2)，这是 众所周知的水(H2O)的电解原理。在此，箭头(e-)表示电荷流，箭头(H+) 表示氢离子流。\n在(b)中，与(a)相反，若将氧气(O2)装入一个容器104中，将氢气(H2) 装入另一容器105中，在该两电极102、103之间接上负荷107，使氧气 (O2)和氢气(H2)在溶解了硫酸(H2SO4)等电解质的水(H2O)中进行电化学 反应，则在负荷107上有电流流过。而且，氧气(O2)和氢气(H2)结合， 生成水(H2O)。\n即，(a)所示的水的电解的逆反应，是燃料电池的发电原理。用以下 的图对燃料电池系统进行说明。\n图7是表示燃料电池系统的一个例子的方框图。燃料电池系统110 由以下部分构成：贮存甲醇的燃料箱111；由甲醇和水产生氢气的改质 器112；使在该改质器112产生的氢气和空气中的氧气发生电化学反应 的燃料电池113；将大气中的空气经由空气滤清器114输送到该燃料电 池113的第1泵115；将氢气从改质器112输送到燃料电池113的第2 泵116；接收从燃料电池113排出的水蒸气和在改质器112产生、经由 燃料电池113的二氧化碳气体、降低二氧化碳气体量的催化剂(触媒)117； 接收从该催化剂117排出的水的水箱118；贮存在燃料电池113产生的 电的二次电池119；通过控制部121与该二次电池119连接的马达122。 而且，二次电池119也贮存用于马达122发电产生的电。\n图中，空白箭头(CH3OH)表示甲醇流，空白箭头(H2)表示氢气流， 空白箭头(O2)表示氧气流，空白箭头(H2O+CO2)表示水蒸气和二氧化碳 气流，空白箭头(H2O)表示水流。\n如上所述，为了将燃料电池113作为四轮摩托车(图未示)的能源进 行利用，需要有贮存甲醇的燃料箱111、产生氢气的改质器112、贮存 在燃料电池113产生的电的二次电池119等，实际上，在将这些燃料箱 111、改质器112和燃料电池113等搭载在四轮摩托车上时，必须考虑 重量平衡、维修和设计造型等问题，必须摸索多方面的燃料电池系统110 的总布置方案。\n发明内容\n即，本发明的目的在于提供一种在将燃料电池搭载在四轮摩托车上 的场合，能最恰当地配置燃料电池、改质器或二次电池等的技术。\n为了达到上述目的，本发明第一方面的燃料电池式四轮摩托车，具 有将4个车轮作为四角的、俯视图为矩形的车体，在该车体的中央具备 车座，在该车座的前方且在车体上具备平坦的地板，用电动马达驱动行 驶，其特征是：在地板的下部配置有：贮存甲醇和水的水箱；由从该水 箱供给的甲醇和水产生氢气的改质器；使在该改质器产生的氢气和空气 中的氧气发生电化学反应、产生电的燃料电池；贮存在该燃料电池产生 的电的二次电池。\n本发明的一种燃料电池式四轮摩托车，具有将4个车轮作为四角的、 俯视图为矩形的车体，在该车体的基本中央具备车座，在该车座的前方 且在车体上具备平坦的地板，用电动马达驱动行驶，其特征是：在上述 地板的下部配置有：贮存甲醇和水的水箱；由从该水箱供给的甲醇和水 产生氢气的改质器；使在该改质器产生的氢气和空气中的氧气发生电化 学反应、产生电的燃料电池；贮存在该燃料电池产生的电的二次电池， 以将上述车体左右分开的中心线为界，左右或右左等分地配置上述燃料 电池和上述电动马达。\n将甲醇和水从水箱(タンク)供给到改质器，在改质器由这些甲醇和 水产生氢气，将该氢气供给到燃料电池，在该燃料电池产生电，将该电 供给到电动马达，使该电动马达旋转驱动其行驶。\n另外，由于在地板的下部配置水箱、改质器、燃料电池和二次电池， 所以，便于将由空气、甲醇和水产生电的机械装置集中在一起。其结果 是，能将由空气、甲醇和水产生电的功能集中在1个单元，还能紧凑地 汇集水箱、改质器、燃料电池和二次电池等组成部件。\n本发明的第二方面，其特征是：以将车体左右分开的中心线为界， 左右或右左等分地配置燃料电池和电动马达。\n对于四轮摩托车来说，保持车体的重量平衡也是重要的课题，由于 以将车体左右分开的中心线为界，左右或右左等分地配置燃料电池和电 动马达，所以，能恰当地保持车体的重量平衡。\n附图说明\n图1是本发明的燃料电池式四轮摩托车的立体图。\n图2是本发明的燃料电池式四轮摩托车的动力系统分解立体图。\n图3是本发明的燃料电池式四轮摩托车的燃料电池单元分解立体 图。\n图4是说明本发明的燃料电池式四轮摩托车的第1作用的图。\n图5是说明本发明的燃料电池式四轮摩托车的第2作用的图。\n图6是说明燃料电池发电原理的图。\n图7是表示燃料电池系统的一个例子的方框图。\n具体实施方式\n以下依据附图对本发明的实施例进行说明。而且，“前”、“后”、 “左”、“右”、“上”、“下”是从驾驶员角度看的方向，Fr表示前 侧，Rr表示后侧，L表示左侧，R表示右侧。另外，假设附图是向标号 的方向看的。\n图1是本发明的燃料电池式四轮摩托车的立体图，10是燃料电池式 四轮摩托车，11是车体，12是车架，13是车座，14、14是作为车轮的 前轮，15是前轮车轴，16、16是作为车轮的后轮，17是后轮车轴，18 是包围车座13的保护架，21是靠背架，22是安装在靠背架21上的靠 枕，30是动力系统，31是空气滤清器，32是吸气管，33是气泵，35是 排气管，40是燃料电池单元，43是燃料电池，46是地板，51是电动马 达，52是变速器。\n燃料电池式四轮摩托车10是搭载有燃料电池43的轻便小车 (Buggy)，是划分为ATV(All Terrain Vehicle：越野车)的车辆。由于有 轻便且紧凑的车体、能小半径转向、是容易操作的车辆，所以是在农业、 畜牧业、狩猎、安全监控等方面移动用的、适合于休闲的非承载的专用 车辆。\n图2是本发明的燃料电池式四轮摩托车动力系统的分解立体图，动 力系统30由以下部分构成：净化空气的空气滤清器31；导引用空气滤 清器31净化了的空气的吸气管32；配备在吸气管32上、输送空气的气 泵33；将用该气泵33供给的空气作为1个要素、使其产生电的燃料电 池单元40；排出在该燃料电池单元40产生的废气的排气管35；通过供 给在该燃料电池单元40产生的电、以进行驱动的驱动马达51；与该驱 动马达51连接的变速器52；控制该电动马达51和变速器52的控制器 53。\n图3是本发明的燃料电池式四轮摩托车的燃料电池单元分解立体 图，燃料电池单元40由以下部分构成：贮存甲醇和水的水箱41；由从 该水箱41供给的甲醇和水产生氢气的改质器42；使在该改质器42产生 的氢气和空气中的氧气产生电化学反应、产生电的燃料电池43；贮存在 该燃料电池43产生的电的二次电池44；一起收纳这些水箱41、改质器 42、燃料电池43和二次电池44的罩子45；兼作盖在该罩子45上的盖 子的地板46。47是安装在水箱上的帽。\n罩子45由以下部分构成：收纳水箱41、改质器42、燃料电池43 和二次电池44的收纳部45a；从该收纳部45a弯曲而形成的突缘45b； 形成于该突缘部45b上的安装孔45c…(…表示有多个。以下相同)。\n地板46在本体部46a上形成有加强筋46b，在本体部46a上形成有 安装孔46c…。\n48是贯通罩子45的安装孔45c和地板46的安装孔46c、将罩子45 和地板46一体地安装在车架12上的螺钉。\n即，燃料电池单元40是一起收纳水箱41、改质器42、燃料电池43 和二次电池44而构成的，是能很容易地搭载在车体11(参照图1)上的单 元。\n以下对以上所描述的燃料电池式四轮摩托车10的作用进行说明。\n图4是说明本发明的燃料电池式四轮摩托车的第1作用的图。\n燃料电池式四轮摩托车10具有将4个车轮、即前轮14、14和后轮 16、16作为四角的、俯视图为矩形的车体11，在该车体11的大致中央 具备车座13，在该车座13的前方且在车体11上具备平坦的地板46， 用马达51驱动行驶，可以说这种四轮摩托车，在地板46的下部配置有： 贮存甲醇和水的水箱41；由从该水箱41供给的甲醇和水产生氢气的改 质器42；使在该改质器42产生的氢气和空气中的氧气产生电化学反应、 使其产生电的燃料电池43；贮存在该燃料电池43产生的电的二次电池 44。\n即，燃料电池式四轮摩托车10是这样一种装置：从水箱41向改质 器42供给甲醇和水，由该甲醇和水在改质器42产生氢气，将该氢气供 给到燃料电池43，使其在该燃料电池43产生电流，将该电流供给到电 动马达51，使该电动马达51旋转从而驱动其行驶。\n燃料电池式四轮摩托车10，由于在地板46的下部配置有水箱41、 改质器42、燃料电池43和二次电池44，所以便于降低四轮摩托车的重 心。\n另外，由于在地板46的下部，配置有水箱41、改质器42、燃料电 池43和二次电池44，所以，能将从空气、甲醇和水中产生电的机械装 置集中在一起。其结果是，能将从空气、甲醇和水中产生电的功能集中 在1个单元，还能紧凑地汇集水箱41、改质器42、燃料电池43和二次 电池44等组成部件。\n图5是说明本发明的燃料电池式四轮摩托车的第2作用的图。表示 动力系统30的动作流程。\n动力系统30如箭头①所示，将甲醇(CH3OH)和水(H2O)从水箱41 输送到改质器42，使其在改质器42产生氢气(H2)。\n如箭头②所示，将在改质器42产生的氢气(H2)输送到燃料电池43， 如箭头③所示，将大气中的氧气(O2)供给到燃料电池43，使其在燃料电 池43产生电。\n将从燃料电池43产生的水蒸气(H2O)和在改质器42产生、经由燃 料电池43的二氧化碳(CO2)排出，在用催化剂(图未示)降低二氧化碳 (CO2)等废气之后，如箭头④所示，从排气管35排放到大气中。而且， 有时在由燃料电池43和改质器42产生的气体中含有少量的一氧化碳和 碳氢化合物等气体，用催化剂也能减少这些气体。以下对电流的流向进 行说明。\n在燃料电池43产生的电，如箭头⑤所示供给到电动马达51，同时， 如箭头⑥所示贮存在二次电池44中。另外，如箭头⑦所示将电从二次 电池44供给到电动马达51。\n另外，动力系统30，可以说是以将车体(参照图1)左右分开的中心 线C为界，左右或右左等分地配置燃料电池43和电动马达51的。\n对于燃料电池式四轮摩托车10(参照图1)来说，保持车体11的重量 平衡也是一个重要课题，由于以将车体11左右分开的中心线C为界， 左右或右左等分地配置燃料电池43和电动马达51，所以能恰当地保持 车体11的重量平衡。\n而且，在实施例中，如图1所示，虽然燃料电池式四轮摩托车10 以轻便小车为例进行了说明，但并不限于轻便小车，可以是搭载燃料电 池的四轮摩托车。\n本发明由于有上述结构而具有以下效果：\n根据本发明的第一方面，由于在地板的下部配置有：贮存甲醇和水 的水箱；由从该水箱供给的甲醇和水中产生氢气的改质器；使在该改质 器产生的氢气和空气中的氧气产生电化学反应、产生电的燃料电池；贮 存在该燃料电池产生的电的二次电池，所以，能将由空气、甲醇和水产 生电的机械装置集中在一起。其结果是，能将由空气、甲醇和水产生电 的功能集中在1个单元，还能紧凑地汇集水箱、改质器、燃料电池和二 次电池等组成部件。\n根据本发明的第二方面，由于以将车体左右分开的中心线为界，左 右或右左等分地配置燃料电池和电动马达，所以能恰当地保持车体的重 量平衡。