用于燃料电池的供气和排气结构

摘要

一种用于燃料电池的供气和排气结构，用于将反应空气供应到燃料电池并且排出经过燃料电池的反应空气，该供气和排气结构包括：进气通道，该进气通道被构造成将反应空气引导到燃料电池；排气通道，该排气通道被构造成将经过燃料电池的反应空气排出到燃料电池的外部；鼓风机，该鼓风机设置在排气通道中，并且被构造成抽吸经过燃料电池的反应空气，以促进反应空气的排出；和排气侧遮挡单元，该排气侧遮挡单元布置在排气通道内部，并且位于燃料电池和鼓风机之间，排气侧遮挡单元被构造成暂时地阻挡从燃料电池排出的反应空气，并且将反应空气保持在燃料电池的外周以将反应空气引入燃料电池。

权利要求

1.一种用于燃料电池的供气和排气结构，用于将反应空气供应到燃料电池并且排出经过燃料电池的反应空气，其特征在于，所述供气和排气结构包括：进气通道，所述进气通道被构造成将反应空气引导到所述燃料电池；

排气通道，所述排气通道被构造成将经过所述燃料电池的所述反应空气排出到所述燃料电池的外部；

鼓风机，所述鼓风机设置在所述排气通道中，并且被构造成抽吸经过所述燃料电池的所述反应空气，以促进所述反应空气的排出；和排气侧遮挡单元，所述排气侧遮挡单元布置在所述排气通道内部，并且位于所述燃料电池和所述鼓风机之间，所述排气侧遮挡单元被构造成暂时地阻挡从所述燃料电池排出的所述反应空气，并且将所述反应空气保持在所述燃料电池的外周，以将所述反应空气引入所述燃料电池；

其中，所述排气侧遮挡单元是具有打开/关闭状态的可移动叶片，所述打开/关闭状态响应于所述燃料电池的状态而变换。

2.如权利要求1所述的用于燃料电池的供气和排气结构，其特征在于，所述可移动叶片在完全关闭状态下沿着平行于构成所述燃料电池的电池的安装方向的方向设置。

3.如权利要求1所述的用于燃料电池的供气和排气结构，其特征在于，进一步包括温度检测单元，所述温度检测单元被构造成检测所述燃料电池内部或者周围的温度，其中，所述可移动叶片的所述打开/关闭状态基于所述温度检测单元检测的检测温度而变换。

4.如权利要求1所述的用于燃料电池的供气和排气结构，其特征在于，进一步包括温度分布检测单元，所述温度分布检测单元被构造成检测所述燃料电池内部或者周围的温度分布，其中，多个可移动叶片布置在垂直于构成所述燃料电池的所述电池的安装方向的方向上，并且多个所述可移动叶片的各自的打开/关闭状态基于所述温度分布检测单元检测出的温度分布而分别地变换。

5.如权利要求1所述的用于燃料电池的供气和排气结构，其特征在于，所述排气侧遮挡单元设置在所述排气通道内部的所述燃料电池的排气口附近的位置并且位于所述燃料电池和所述鼓风机之间。

6.如权利要求1所述的用于燃料电池的供气和排气结构，其特征在于，所述排气侧遮挡单元被构造成形成U形或者V形的开口，所述开口面对所述燃料电池。

7.如权利要求1所述的用于燃料电池的供气和排气结构，其特征在于，进气侧遮挡单元部件布置在所述进气通道内部，并且被构造成利用所述排气侧遮挡单元的功能使经过所述燃料电池的所述反应空气的流动反向，并且将所述反应空气引入所述燃料电池；

其中，所述进气侧遮挡单元部件是具有打开/关闭状态的可移动叶片，所述打开/关闭状态响应于所述燃料电池的状态而变换。

8.一种安装有燃料电池的车辆，其特征在于，包括如权利要求1所述的用于燃料电池的供气和排气结构。

说明书

用于燃料电池的供气和排气结构

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于燃料电池的供气和排气结构，该供气和排气结构用于向燃料电池供应反应空气并且排出经过燃料电池的反应空气。

背景技术

[0002] 燃料电池，尤其是空气冷却型燃料电池，通过鼓风机的运行吸入反应空气，并且利用反应空气进行冷却。然而，在例如冬天或者其他场合中的低温时，燃料电池处于过冷状态，这样可能使燃料电池的起动性能劣化。为了解决这种缺陷情况，专利文献1（日本专利公开No.2007-184110）和专利文献2（日本专利公开No.2009-26486）公开了一种使用由燃料电池加热的空气的技术。

[0003] 更具体地，在专利文献1中，热交换器被放置在排气通道内部，排气热量经由热载体传递到布置在进气通道内部的热交换器，以加热被引入燃料电池的反应空气，并且根据这种方式，燃料电池在低温时的起动性能被增强。在专利文献2中，从冷凝器排出的排气（热空气）通过空气导管被引入燃料电池的外周，根据这种方式，燃料电池在低温时的起动性能被增强。

[0004] 然而，在专利文件1和2的技术中，需要布置管道或者空气导管，用于使燃料电池系统中的热载体循环运动，这样会增大燃料电池系统的尺寸并且使结构复杂，并因此对将燃料电池系统安装到车辆产生负面影响。

发明内容

[0005] 本发明已经考虑到现有技术中的上述情况，其目的在于提供一种用于燃料电池的供气和排气结构，该供气和排气结构能够增强燃料电池在低温时的起动性能，而不会增大燃料电池结构的尺寸和使该结构复杂化。

[0006] 为了实现上述及其他目的，本发明提供一种供气和排气结构，用于向燃料电池供应反应空气和排出经过从燃料电池的反应空气，该供气和排气结构包括：进气通道，该进气通道被构造成将反应空气引导到燃料电池；排气通道，该排气通道被构造成将经过燃料电池的反应空气排出到燃料电池的外部；鼓风机，该鼓风机设置在排气通道中，并且被构造成抽吸经过燃料电池的反应空气，以促进反应空气的排出。和排气侧遮挡单元，该排气侧遮挡单元布置在排气通道内部，并且位于燃料电池和鼓风机之间，该排气侧遮挡单元被构造成暂时地阻挡从燃料电池排出的反应空气，并且将反应空气保持在燃料电池的外周以将反应空气引入燃料电池。

[0007] 在本发明的上述方面的实施方式中，可以采用以下较佳模式。

[0008] 排气侧遮挡单元可以是可移动叶片，该可移动叶片具有打开/关闭状态，该打开/关闭状态产生响应燃料电池的状态而变换。可移动叶片在完全关闭状态下可以沿平行于构成燃料电池的电池的安装方向的方向设置。

[0009] 期望的是：用于燃料电池的供气和排出结构可以进一步包括温度检测单元，该温度检测单元被构造成检测燃料电池内部或者周围的温度，其中，可移动叶片的打开/关闭状态基于温度检测单元检测出的检测温度而变换。

[0010] 进一步期望的是，用于燃料电池的供气和排气结构进一步包括温度分布检测单元，该温度分布检测单元被构造成检测燃料电池内部或者周围的温度分布，其中，多个可移动叶片布置在垂直于构成燃料电池的电池的安装方向的方向上，并且多个可移动叶片的各自的打开/关闭状态基于温度分布检测单元检测出的温度分布而分别地变换。

[0011] 排气侧遮挡单元可以设置在燃料电池附近的部分上。

[0012] 排气侧遮挡单元可以被构造成形成大致U形或者大致V形的开口，该开口面对燃料电池。

[0013] 进一步期望的是，进气侧遮挡单元部件布置在进气通道内部，并且被构造成利用排气侧遮挡单元的功能使经过燃料电池的反应空气的流动反向并且将反应空气引入燃料电池。

[0014] 用于燃料电池的供气和排气结构可以较佳地设置用于安装有燃料电池的车辆，例如摩托车。

[0015] 根据本发明的上述结构和特征，排气侧遮挡单元暂时地阻挡从燃料电池排出的反应空气，并且将反应空气保持在燃料电池的外周中，以将反应空气引入燃料电池。因此，反应空气被多次引入燃料电池并进行反应，从而促进温度的升高。这样能够将反应空气所经过的燃料电池迅速地加热到适当的工作温度，并且，因此，能够增强燃料电池在低温时的起动性能，而不会增加尺寸并且使其复杂化。

[0016] 通过参考附图进行以下描述，本发明的本质、进一步特征功能和效果将变得更加明显。

附图说明

[0017] 图1是显示应用了根据本发明的第一实施方式的用于燃料电池的供气和排气结构的小型摩托车的左视图；

[0018] 图2是显示图1中的小型摩托车的左视图，其特别地显示了该小型摩托车的车身框架和燃料电池驱动系统；

[0019] 图3是显示应用于图1和2中的小型摩托车的用于燃料电池的供气和排气结构的第一实施方式的立体图；

[0020] 图4A和4B是显示图3所示的用于燃料电池的供气和排气结构的第一实施方式的俯视图，其中图4A展示正常工作时期的状态，图4B展示低温起动工作时期的状态；

[0021] 图5A和5B是显示图3所示的用于燃料电池的供气和排气结构的第一实施方式的修改例的俯视图，其中图5A展示正常工作时期的状态，图5B展示低温起动工作时期的状态；

[0022] 图6是显示根据本发明的处于正常工作期间的状态下的用于燃料电池的供气和排气结构的第二实施方式的俯视图；

[0023] 图7A和7B是显示图6所示的用于燃料电池的供气和排气结构的第二实施方式的俯视图，其中图7A展示低温起动工作时期的状态的第一模式，图7B展示低温起动工作时期的状态的第二模式；和

[0024] 图8A和8B是显示图6所示的用于燃料电池的供气和排气结构的第二实施方式的修改例的俯视图，其中图8A展示低温起动工作时期的状态的第三模式，图8B展示低温起动工作时期的状态的第四模式。

具体实施方式

[0025] 在下文中，将参考附图描述用于实施本发明的实施方式，应该注意，例如“上”、“下”、“左”、“右”等等表示方向的术语用于描述附图中显示的状态或者骑着车辆的驾驶员的状态。

[0026] [第一实施方式（图1至5）]

[0027] 参见图1，本实施方式的作为小尺寸车辆的小型摩托车10是安装有燃料电池的车辆，该安装有燃料电池的车辆通过利用电能转动马达11而被驱动，该电能从后述的燃料电池传动装置40获得（图2）。

[0028] 小型摩托车10包括腿遮挡部12、屏幕13和车把14，如图1所示，该车把14在车辆的前部向左右（侧向）方向突出。

[0029] 如图2所示，车把14被连接成与转向轴17整体地转动，该转向轴17被车身框架15的头管16枢轴支撑。前轮19经由左右一对前叉18悬挂在转向轴17上。因为转向轴
17被头管16枢轴支撑成能够在左右方向上转动，所以通过操作车把14，使前轮19在左右方向上转动。

[0030] 车身框架15包括前端部的头管16。包括位于前方的左下管20和位于后方的右下管21的一对下管20和21分别从头管16的上部和下部延伸。前侧下管20具有弯曲并且向车身的后方（向后）延伸的下部，然后该下管20在车身的前后（纵向）方向上的大致中心部分被向上弯曲。

[0031] 进一步，左右一对主管23从前侧下管20在竖直（上下）方向上的大致中心位置向后延伸。主管23被连接到后侧下管21的下端部，并且还被连接到前侧下管20的后端部。

[0032] 如图1所示，在小型摩托车10中，双人的双座位25布置在车辆的前部的腿遮挡部12后方。左右一对板状的踏脚板26在从腿遮挡部12到双座位25的范围内延伸，并且中心通道盖27也布置在该范围内，坐在该双座位25上的骑车者（驾驶员、乘客）将他们的两只脚放置在左右一对板状的踏脚板26上。中心通道盖27在左右一对踏脚板26之间向上凸起并且在腿遮挡部12的后方连续。

[0033] 作为车身罩的后盖28连续地布置在中心通道盖27后方并且位于双座位25的下方。后盖28被构造成覆盖双座位25下方的座位下方区域R，该座位下方区域R是车辆的后部。更具体地，后盖28覆盖布置在座位下方区域R中的车身框架15中的主管23、前侧下管20等等，并且覆盖燃料电池驱动系统40中的大部分与燃料电池关联的部分（后述的燃料电池41、燃料箱42、蓄电池43、动力控制器44、马达控制器45等等）。

[0034] 在后盖28下方，配备有驱动后轮29的马达11的摆动臂30被枢轴支撑成能够以图2所示的主管23的枢轴31为支撑点在竖直方向上摆动。反作用单元32被悬挂在摆动臂30和主管23之间。利用反作用单元32，马达11和后轮29在竖直方向上的振动被缓冲并且被悬挂。进一步，图2中的符号33表示侧支架，图1中的符号34表示中心支架。

[0035] 如图2所示，燃料电池驱动系统40被构造成包括与燃料电池关联的组件或者部分，例如燃料电池41、燃料箱42、蓄电池（驱动电池）43、动力控制器44、马达控制器45、车辆控制器46和用于燃料电池41的供气和排气结构60。

[0036] 在这些组件或者部分中，燃料箱42以被主管23和前侧下管20包围的状态被左右一对主管23和前侧下管20支撑，并且燃料箱42被容纳在从中心通道盖27内部到后盖28内部的座位下方区域R的下侧的区域内。

[0037] 蓄电池43、动力控制器44、马达控制器45和燃料电池41被主管23支撑，并且被容纳在后盖28内部的座位的座位下方区域R的上侧。蓄电池43、动力控制器44和燃料电池41从车辆前侧以上述次序布置，而马达控制器45布置在例如动力控制器44的左横向侧。进一步，车辆控制器46被前侧下管20的下侧支撑，并且被容纳在腿遮挡部12内部。

[0038] 燃料箱42储存高压气体状态下的氢气。燃料箱42设置有附接到出口部的主止动阀47，该主止动阀47通过充填管48被连接到燃料填充口49。燃料填充口49形成在主管23上并且位于中心通道盖27上。

[0039] 高压气态燃料（气态氢）被从燃料填充口49注入并通过填充管48和主止动阀47填充到燃料箱42中。

[0040] 此外，主止动阀47与压力控制阀50连接，并且压力控制阀50通过第二减压阀51与燃料电池41连接。燃料箱42中的高压气态燃料（气态氢）经过主止动阀47并且被压力控制阀50减压，然后通过第二减压阀51被供应到燃料电池41。类似燃料箱42，如上所述的主止动阀47、填充管48和压力控制阀50布置在后盖28内部的座位下方区域R的下侧，而第二减压阀51布置在座位下方区域R的从下侧到上侧的范围内。

[0041] 在燃料电池41中，从燃料箱42供应的气态燃料（气态氢）与空气中所包含的氧气发生化学反应，以产生电能。化学反应中产生的湿润的含水蒸汽的排气被从排气口52排出（图1）。在本实施方式中，如图1所示，燃料电池41被安装在双座位25的前后排列的座位部25B（稍后描述）的下方。

[0042] 蓄电池43储存燃料电池41中产生的剩余电能或者通过马达控制器45将所储存的电能供应到马达11。动力控制器44控制由燃料电池41产生的电能，并且将燃料电池41中产生的剩余电能储存在蓄电池43中或者通过马达控制器45将储存在蓄电池43中的电能供应到马达11。

[0043] 进一步，马达控制器45控制马达11的驱动。如图1所示，蓄电池43、动力控制器44和马达控制器45被放置在双座位25的骑车者的座位部25A（稍后描述）。

[0044] 车辆控制器46控制安装有燃料电池驱动系统40的小型摩托车10的操作。

[0045] 即，当行驶在平坦道路上时，需要用于驱动小型摩托车10的电能较小，由燃料电池41产生的电能通过动力控制器44、然后通过马达控制器45被供应到马达11，而剩余的电能通过动力控制器44被储存在蓄电池43中。

[0046] 同时，当加速行驶或者爬坡行驶时，需要用于驱动小型摩托车10的电能较大，车辆控制器46通过动力控制器44、然后通过马达控制器45将由燃料电池41产生的电能供应到马达11，而通过动力控制器44、然后通过马达控制器45将储存在蓄电池43中的电能供应到马达11。

[0047] 参见显示了用于燃料电池41的供气和排气结构60的图3和4，该结构被构造成向空气冷却型燃料电池41供应还用于冷却的反应空气，并且排出经过燃料电池41的反应空气。用于燃料电池41的供气和排气结构60包括进气通道61、排气通道62、鼓风机63、作为排气侧遮挡单元的排气侧可移动叶片64、排气侧静止叶片65、作为进气侧遮挡部件的进气侧可移动叶片66、进气侧静止叶片67和作为温度检测单元的温度传感器68。

[0048] 进气通道61被放置成覆盖燃料电池41的进气口54的外周，并且反应空气通过进气口54被引导到燃料电池41中。排气通道62被设置成覆盖燃料电池41的排气口55的外周，并且被构造成排出经过燃料电池41并且从排气口55向外流动的反应空气。

[0049] 鼓风机63布置在排气通道62的下游端部，用于抽吸经过燃料电池41的反应空气，以促进反应空气排出到外部。鼓风机63可以被放置在排气通道62和进气通道61中的一个或者两者中。在鼓风机63被放置在进气通道61中的情况下，鼓风机63具有积极地将反应空气输送到燃料电池41并且促进经过燃料电池41的反应空气的排出的功能。

[0050] 排气侧可移动叶片64和排气侧静止叶片65被设置在排气通道62内部的燃料电池41的排气口55附近的位置并且位于燃料电池41和鼓风机63之间。在这些组件中，排气侧可移动叶片64在如图3和4A所示的完全关闭状态下被设置在平行于构成燃料电池41的电池53的安装方向α的方向上。

[0051] 进一步，多个排气侧可移动叶片64和排气侧静止叶片65被交替地设置在方向β上，该方向β垂直于构成燃料电池41的电池53的安装方向α。如图4A所示，反应空气的流动通过完全关闭状态下的排气侧静止叶片65和排气侧可移动叶片64进行调节。在本文中，图4A中的符号A表示指示反应空气的流动方向的箭头。

[0052] 排气侧可移动叶片64的打开/关闭状态发生变换以响应燃料电池41的状态，尤其是燃料电池41的温度状态。如图4B所示，在完全打开状态中，排气侧可移动叶片64被展开以阻挡排气通道62内部的空气流动。

[0053] 即，位于排气通道62的中心区域上的排气侧可移动叶片64A在完全打开时向两侧展开，而位于排气通道62的壁面附近的排气侧可移动叶片64B在完全打开时向一侧展开。

[0054] 完全打开（展开）状态下的相邻的排气侧可移动叶片64彼此接触，以便在排气通道62内部形成面对燃料电池41的大致V形或者大致U形（在本实施方式中为大致V形）的开口。因此，完全打开状态下的排气侧可移动叶片64具有如下的功能：暂时地反应空气阻挡从燃料电池41的排气口55排出到排气通道62中，并且将反应空气保持在燃料电池41的外周，以将反应空气引入燃料电池41。

[0055] 进一步，在本文中，图4B中的符号B1和B2表示指示反应空气的流动方向的箭头。

[0056] 进气侧可移动叶片66和进气侧静止叶片67被设置在进气通道61内部的燃料电池41的进气口54附近的部分，其中，进气侧可移动叶片66在如图3和4A所示的完全关闭的状态下被设置在与构成燃料电池41的电池53的安装方向α平行的方向上。

[0057] 进一步，多个进气侧可移动叶片66和进气侧静止叶片67被设置在方向β上，该方向β垂直于构成燃料电池41的电池53的安装方向α，其中，进气侧静止叶片67位于进气通道61中的中心区域上，进气侧可移动叶片66位于进气通道61的壁面侧。如图4A所示，反应空气的流动通过完全关闭状态下的这些进气侧静止叶片67和进气侧可移动叶片66进行调节。

[0058] 进气侧可移动叶片66的打开/关闭状态发生变化以响应燃料电池41的状态，尤其是燃料电池41的温度状态。如图4B所示，在完全打开状态中，进气侧可移动叶片66向两侧展开以阻挡进气通道61内部的空气流动路径。完全打开状态下的相邻的进气侧可移动叶片66在进气通道61内部形成面对燃料电池41的大致V形或者大致U形（在本实施方式中为大致V形）的开口。因此，完全打开状态下的进气侧可移动叶片66具有如下的功能：通过排气侧可移动叶片64使经过燃料电池41的反应空气的流动反向，以再次将反应空气引入燃料电池41。

[0059] 温度传感器68位于例如燃料电池41内部的排气口55附近，并且用于检测燃料电池41内部的温度。温度传感器68检测出的温度被输出到例如动力控制器44（图2），该动力控制器44构成排气侧可移动叶片64和进气侧可移动叶片66的控制单元。动力控制器44控制排气侧可移动叶片64和进气侧可移动叶片66，以便根据来自温度传感器68的检测温度变换排气侧可移动叶片64和进气侧可移动叶片66的打开/关闭状态。

[0060] 即，在正常工作时期，当来自温度传感器68的检测温度等于或大于适当的工作温度时，动力控制器44将排气侧可移动叶片64和进气侧可移动叶片66都设定为如图4A所示的完全关闭状态。因此，进气通道61内部的进气侧可移动叶片66与进气侧静止叶片67一起调节反应空气的流动，而排气通道62内部的排气侧可移动叶片64与排气侧静止叶片65一起调节反应空气的流动。因此，如图4A中的箭头A所示，反应空气平行于燃料电池41的电池53的安装方向α平行地流动。

[0061] 此外，当来自温度传感器68的检测温度低于适当的工作温度时，例如在燃料电池41的低温起动工作时，动力控制器44将排气侧可移动叶片64和进气侧可移动叶片66都设定为如图4B所示的完全打开（展开）状态。因此，如图4B中的箭头B1和B2所示，流动到进气通道61内部的中心部分的反应空气在经过燃料电池41之后被排气侧可移动叶片64（排气侧可移动叶片64A和64B）暂时地阻挡并且保持。因此，反应空气的流动被反向并且再次流入燃料电池41，在经过燃料电池41之后，反应空气被进气侧可移动叶片66暂时地阻挡和保持。因此，该流动被反向并且再次经过燃料电池，然后在被鼓风机63排出到外部之前在排气通道62内部的壁面附近的移动。

[0062] 如上所述，当反应空气重复地流过燃料电池41时，反应空气被加热，从而燃料电池41的温度迅速地增加并且在较早时期达到适当的工作温度。因此，燃料电池41的起动性能在低温工作时被增强。

[0063] 图5显示图3所示的用于燃料电池的供气和排气结构的第一实施方式的修改例。在该修改例中的用于燃料电池69的供气和排气结构中，排气侧可移动叶片64和排气侧静止叶片65布置在排气通道62内部，进气侧可移动叶片66和进气侧静止叶片67布置在进气通道61内部，并且在与构成燃料电池41的电池53的安装方向α垂直的方向β上，这些构件中的每一个的数量都大于图3和4所示的情况中的数量。

[0064] 因此，在该修改例的情况中，流过燃料电池41的反应空气的频率通过排气侧可移动叶片64和进气侧可移动叶片66而增加，从而燃料电池41的温度更迅速地增加。

[0065] 根据本发明的上述结构或构造，可以实现以下有益效果（1）至（7）。

[0066] （1）布置在排气通道62内部的排气侧可移动叶片64暂时地阻断从燃料电池41排出的反应空气并且将反应空气保持燃料电池41的外周以将反应空气引入燃料电池41，另一方面，布置在进气通道61内部的进气侧可移动叶片66通过排气侧可移动叶片64使经过燃料电池41的反应空气的流动反向，以便将反应空气引入燃料电池41。因此，因为反应空气被重复地引入燃料电池41，从而促进其温度增加，所以反应空气所经过的燃料电池41能够迅速地被加热至适当的工作温度。因此，可以增强燃料电池41在低温时的起动性能，而不会导致整个结构的尺寸增大和复杂化。

[0067] （2）排气侧可移动叶片64和进气侧可移动叶片66在它们的打开/关闭状态中变化，以响应温度传感器68检测到的燃料电池41的温度状态。因此，供应到燃料电池41和从燃料电池41排出的反应空气的供应量和排出量能够根据燃料电池41的温度状态被优化，因而有效地增强燃料电池41的反应效率。

[0068] 即，在例如燃料电池41的冷却温度起动时，温度低于适当的工作温度，通过使排气侧可移动叶片64和进气侧可移动叶片66处于完全打开（展开）状态，燃料电池41被迅速地加热至适当的工作温度，这样可以增强燃料电池41的起动性能并且增强燃料电池41的反应效率。

[0069] 进一步，在燃料电池41的温度等于或者大于适当的工作温度时，反应空气的流动在进气通道61和排气通道62内部被调节，并且通过使排气侧可移动叶片64和进气侧可移动叶片66处于完全关闭状态下，反应空气的供应量和排气量被增加，从而燃料电池41的反应效率能够被增强。

[0070] （3）排气侧可移动叶片64和进气侧可移动叶片66在完全关闭状态下被设置在平行于构成燃料电池41的电池53的安装方向α的方向。因此，燃料电池41的电池53和反应空气之间的接触面积能够被增加，另外，通过排气侧可移动叶片64和进气侧可移动叶片66调节反应空气的流动的效果能够被增强，从而能够提高进气/排气效率。由于这些效果，能够增强燃料电池41的反应效率。此外，因为燃料电池41的电池53中产生的热量被均匀地扩散，所以能够使燃料电池41的电池53的温度均匀地增加。

[0071] （4）排气侧可移动叶片64和进气侧可移动叶片66布置在燃料电池41附近的部分。因此，在燃料电池41中通过完全打开（展开）状态的排气侧可移动叶片64和进气侧可移动叶片66被加热的反应空气能够再次流入燃料电池41而不会被冷却。因此，燃料电池41能够被更迅速地加热到适当的工作温度，从而提高燃料电池41的起动性能。

[0072] （5）排气侧可移动叶片64和进气侧可移动叶片66布置在燃料电池41附近的部分。因此，完全关闭状态下的排气侧可移动叶片64和进气侧可移动叶片66能够调节燃料电池41附近的反应空气的流动，从而能够增强燃料电池41的进气/排气效率并且能够提高燃料电池41的反应效率。

[0073] （6）排气侧可移动叶片64和进气侧可移动叶片66在完全打开（展开）时形成面对燃料电池41的大致V形或者大致U形的开口，从而能够容易地使与排气侧可移动叶片64和进气侧可移动叶片66相碰的反应空气的流动反向。因此，促进反应空气再次流入燃料电池41，从而燃料电池41能够被更迅速地加热至适当的工作温度。

[0074] （7）因为用于燃料电池41的供气和排气结构60作为一个与燃料电池关联的组件或部分应用于安装有燃料电池41的小型摩托车10，所以基本上在大温差并且需要稳定地供应大电流的户外工作环境下行驶的小型摩托车10总是能够稳定地实现固定基座上的燃料电池41的性能。

[0075] [第二实施方式（图6至8）]

[0076] 图6是表示根据本发明的用于燃料电池的供气和排气结构的第二实施方式在正常工作期间的俯视图，图7A和7B是显示图6所示的用于燃料电池的供气和排气结构的俯视图，其中图7A显示低温起动期间的第一模式，图7B显示低温起动期间的第二模式。

[0077] 进一步，在第二实施方式中，与第一实施方式相同的组成构件由相同的符号表示，以简化或者省略其重复描述。

[0078] 第二实施方式中的用于燃料电池41的供气和排气结构70在如下几方面与第一实施方式不同。

[0079] 即，在例如燃料电池41的温度低于适当的工作温度的燃料电池41的低温起动时，排气侧可移动叶片64的一部分和进气侧可移动叶片66的一部分被操作至完全打开（展开）的第一模式、与排气侧可移动叶片64的另一部分和进气侧可移动叶片66的另一部分被操作至完全打开（展开）的第二模式被交替地使用。温度传感器68设置在燃料电池41的外周，例如在排气通道62内部的燃料电池41的排气口55附近。

[0080] 即，在垂直于构成燃料电池41的电池53的安装方向α的方向β顺序排列的排气侧可移动叶片64被设定为排气侧可移动叶片64O、64P、64Q、64R、和64S，另一方面，以同样的方式放置的进气侧可移动叶片66被设定为进气侧可移动叶片66O、66P、66Q、66R和66S。

[0081] 第一模式是如图7A所示的模式，在该模式中，排气侧可移动叶片64O、64P、64R和64S被操作至完全打开（展开）并且排气侧可移动叶片64Q被操作至完全关闭，而进气侧可移动叶片66P、66Q和66R被操作至完全打开（展开）并且进气侧可移动叶片66O和66S被操作至完全关闭。

[0082] 在第一模式中，如图7A中的箭头C1所示，反应空气经过进气侧可移动叶片66O并且从进气口54的一个壁侧部流入燃料电池41。反应空气的流动在排气侧可移动叶片64O、64P和进气侧可移动叶片66P上依次被反向时，反应空气多次经过燃料电池41，然后反应空气通过排气口55的中心部分和排气侧可移动叶片64Q被排出。

[0083] 进一步，在第一模式中，如图7A中的箭头C2所示，反应空气经过进气侧可移动叶片66S并且从进气口54的另一个壁侧部（与上述一个壁侧部相对）流入燃料电池41。反应空气的流动在排气侧可移动叶片64S、64R和进气侧可移动叶片66R上依次被反向时，反应空气多次经过燃料电池41，然后反应空气通过排气口55的中心部分和排气侧可移动叶片64Q被排出。

[0084] 第二模式是如图7B所示的模式，在该模式中，排气侧可移动叶片64P、64Q和64R被操作至完全打开（展开）并且排气侧可移动叶片64O和64S被操作至完全关闭，另一方面，进气侧可移动叶片66O、66P、66R和66S被操作至完全打开（展开）并且进气侧可移动叶片66Q被操作至完全关闭。

[0085] 在第二模式中，如图7B中的箭头D1所示，反应空气经过进气侧可移动叶片66Q并且从进气口54的中心部分流入燃料电池41。反应空气的流动在排气侧可移动叶片64Q、64P和进气侧可移动叶片66P上依次被反向时，反应空气多次经过燃料电池41，然后反应空气通过排气口55的一个壁侧部和排气侧可移动叶片64O被排出。

[0086] 进一步，在第二模式中，如图7B中的箭头D2所示，反应空气经过进气侧可移动叶片66Q并且从进气口54的中心部分流入燃料电池41。反应空气的流动在排气侧可移动叶片64Q、64R和进气侧可移动叶片66R上依次被反向时，反应空气多次经过燃料电池41，然后反应空气通过排气口55的另一个壁侧部和排气侧可移动叶片64S被排出。

[0087] 需要注意的是，在第二实施方式中的用于燃料电池41的供气和排气结构70中，在例如温度低于适当的工作温度的燃料电池41的低温起动时，图8A所示的排气侧可移动叶片64的一部分和进气侧可移动叶片66的一部分被操作至完全打开（展开）的第三模式、与图8B所示的排气侧可移动叶片64的另一部分和进气侧可移动叶片66的另一部分被操作至完全打开（展开）的第四模式可以被交替地使用。

[0088] 第三模式是如图8A所示的模式，在该模式中，排气侧可移动叶片64O、64P、64Q和64R被操作至完全打开（展开）并且排气侧可移动叶片64S被操作至完全关闭，另一方面，进气侧可移动叶片66P、66Q、66R和66S被操作至完全打开（展开）并且进气侧可移动叶片66O被操作至完全关闭。

[0089] 在第三模式中，如图8A中的箭头E所示，反应空气经过进气侧可移动叶片66O并且从进气口54的一个壁侧部流入燃料电池41。在反应空气的流动在排气侧可移动叶片64O、64P、进气侧可移动叶片66P、排气侧可移动叶片64P、64Q、进气侧可移动叶片66Q、排气侧可移动叶片64Q、64R和进气侧可移动叶片66R上被依次反向时，反应空气多次经过燃料电池41，然后反应空气通过排气口55的另一个壁侧部和排气侧可移动叶片64S被排出。

[0090] 第四模式是如图8B所示的模式，在该模式中，排气侧可移动叶片64P、64Q、64R和64S被操作至完全打开（展开）并且排气侧可移动叶片64O被操作至完全关闭，而进气侧可移动叶片66O、66P、66Q和66R被操作至完全打开（展开）并且进气侧可移动叶片66S被操作至完全关闭。在第四模式中，如图8B中的箭头F所示，反应空气经过进气侧可移动叶片66S并且从进气口54的另一个壁侧部流入燃料电池41。

[0091] 在反应空气的流动在排气侧可移动叶片64S、64R、进气侧可移动叶片66R、排气侧可移动叶片64R、64Q、进气侧可移动叶片66Q、排气侧可移动叶片64Q、64P和进气侧可移动叶片66P上被依次反向时，反应空气多次经过燃料电池41，然后反应空气通过排气口55的一个壁侧部和排气侧可移动叶片64O被排出。

[0092] 因此，如上文所述，在第二实施方式中，除了实现了第一实施方式的效果（1）至（7）之外，还实现了以下效果（8）和（9）。

[0093] （8）在例如燃料电池41的温度低于适当的工作温度的燃料电池41的低温起动时，排气侧可移动叶片64的一部分和进气侧可移动叶片66的一部分被操作至完全打开（展开）的第一模式（或者第三模式）、与排气侧可移动叶片64的另一部分和进气侧可移动叶片66的另一部分被操作至完全打开（展开）的第二模式（或者第四模式）被交替地使用，从而燃料电池41中的多个电池53的温度能够被均匀地增加。

[0094] （9）在用于燃料电池41的供气和排气结构70中，大量的排气侧可移动叶片64和进气侧可移动叶片66沿着垂直于构成燃料电池41的电池53的安装方向α的方向β布置。因此，如果当燃料电池41未使用时，所有的排气侧可移动叶片64和进气侧可移动叶片66都被设置到完全打开（展开）状态，则进气通道61的整体或者进气通道61的一部分能够被展开状态下的进气侧可移动叶片66遮挡，并且排气通道62的整体或者排气通道62的一部分能够被展开状态下的排气侧可移动叶片64遮挡。因此，燃料电池41能够免于接触可能侵入进气通道61和排气通道62的杂质材料。

[0095] 尽管上面描述了本发明的最佳实施方式，但是本发明并不局限于上述各实施方式的特定构造，而是可以进行各种改变和/或修改，这些都不脱离后附权利要求的范围。

[0096] 例如，在图8A和8B所示的用于燃料电池41的供气和排气结构70中，如图8A和8B的双点划线所示，一个或者多个小尺寸鼓风机71可以设置在进气口54和燃料电池41的进气侧可移动叶片66之间，用于推动重复地经过燃料电池41的反应空气的流动，以便防止反应空气的流速下降。

[0097] 此外，第一和第二实施方式中的温度传感器68可以替换为沿着垂直于燃料电池41中的电池53的安装方向α的方向β的多个温度传感器，并且这些多个温度传感器68可以用作检测燃料电池41内部和周围的温度分布的温度分布检测单元。在这种情况下，动力控制器44基于多个温度传感器68检测出的燃料电池41的温度分布分别变换多个排气侧可移动叶片64和进气侧可移动叶片66各自的打开/关闭状态。因此，通过打开和关闭排气侧可移动叶片64和进气侧可移动叶片66来使反应空气重复地经过燃料电池41中的低温部，能够改善燃料电池41的温度分布的偏差或者变化，并且能够高效地增加整个燃料电池41的温度。