JP4868092B1 - 燃料電池スタックの搭載構造および燃料電池スタックの搭載方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
車両に燃料電池スタックを搭載するための構造であって、
積層された複数のセルと、前記複数のセルの積層方向の両端に配される第1および第2のエンドプレートと、を有する燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックに酸化ガスを供給する第1のコンプレッサと、
前記燃料電池スタック内を循環する冷却媒体を冷却するための平板状の放熱器と、を備え、
前記燃料電池スタックは、前記車両の前後方向に対して前記複数のセルの前記積層方向が傾いた姿勢であって、前記第1のエンドプレートよりも前記車両の前方であってかつ上方に前記第2のエンドプレートが位置する姿勢で、配され、
前記放熱器は、前記第2のエンドプレートよりもさらに前記車両の前方の位置に、前記第2のエンドプレートに沿って配され、
前記第1のコンプレッサは、前記燃料電池スタックの下方において、前記第1と第2のエンドプレートの両方に対して合計で3点以上の点で固定される、構造。
適用例1の構造であって、さらに、
前記車両の室内の温度を調節するための第2のコンプレッサであって、上下方向の寸法が前記第1のコンプレッサより小さい第2のコンプレッサを備え、
前記第2のコンプレッサは、前記燃料電池スタックの下方であって、前記第1のコンプレッサよりも後方に配される、構造。
適用例1または2の構造であって、さらに、
前記第1および第2のエンドプレートの少なくとも一方を覆う防水ケースを備え、
前記防水ケースは、
前記防水ケースが覆う前記エンドプレートと、前記第1のコンプレッサとを相互に固定する固定部材を通すための穴と、
前記穴の周りを囲み、前記防水ケースが覆う前記エンドプレートの側または前記第1のコンプレッサの側に突出する突出部であって、弾性を有し、前記防水ケースが覆う前記エンドプレートと、前記第1のコンプレッサとが前記固定部材によって固定された状態において、先端部が前記エンドプレートまたは前記第1のコンプレッサと接する突出部と、を備える、構造。
車両に燃料電池スタックを搭載する方法であって、
(a)積層された複数のセルと、前記複数のセルの積層方向の両端に配される第1および第2のエンドプレートと、を有する燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックに酸化ガスを供給する第1のコンプレッサと、
前記燃料電池スタック内を循環する冷却媒体を冷却するための平板状の放熱器と、を準備する工程と、
(b)前記燃料電池スタックと前記第1のコンプレッサと前記放熱器とを前記車両に取りつける工程であって、
前記燃料電池スタックが、前記車両の前後方向に対して前記複数のセルの前記積層方向が傾いた姿勢であって、前記第1のエンドプレートよりも前記車両の前方であって、かつ上方に前記第2のエンドプレートが位置するように、配され、
前記放熱器が、前記第2のエンドプレートよりもさらに前記車両の前方の位置に、前記第2のエンドプレートに沿って配され、
前記第1のコンプレッサが、前記燃料電池スタックの下方において、前記第1と第2のエンドプレートの両方に対して合計で3点以上の点で固定されるように、前記燃料電池スタックと前記第1のコンプレッサと前記放熱器とを前記車両に取りつける工程と、を備え、
前記工程(a)は、
直線状の1辺を少なくとも一部に有する前記複数のセル、ならびにそれぞれ直線状の1辺を少なくとも一部に有する前記第1および第2のエンドプレートを準備する工程と、
前記直線状の各辺がそれぞれ下になる姿勢で、前記第1および第2のエンドプレートを同一の平面の上に配しつつ、前記複数のセルと前記第1および第2のエンドプレートとを前記積層の順序で並べる工程と、
前記複数のセルならびに前記第1および第2のエンドプレートを結合して前記燃料電池スタックを構成する工程と、を備え、
前記工程(b)は、
前記1辺とは異なる部位で前記燃料電池スタックを支持し、前記各1辺に接するように、前記第1のコンプレッサを前記第1および第2のエンドプレートに対して固定する工程を含む、方法。
図1は、燃料電池を備える駆動システムを車両に取りつけるための構造を示す概要図である。この駆動システムは、燃料電池スタック100と、モータユニット200(図1に置いて示さず)と、ドライブシャフト300と、制御回路ユニット400と、ラジエータ600と、水素ポンプ610と、冷却液ポンプ620と、エアコンプレッサ810,820と、インバータユニット830と、を備える。なお、図1において、車両の進行方向、すなわち前後方向を、矢印Dtで示し、鉛直上方を矢印Uで示す。
第2実施例では、車両に燃料電池を取りつける工程について、エンドプレート110,120、および複数の発電セル130の積層工程、ならびに燃料電池スタック100へのエアコンプレッサ810の取付け工程を中心に説明する。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、以下のような変形が可能である。
上記実施例においては、エアコンプレッサ810と各エンドプレートとは、エアコンプレッサ810の脚部812L,814L1,814L2を各エンドプレートにボルトで固定することにより、相互に固定されている。しかし、コンプレッサと各エンドプレートとは、他の態様で固定されてもよい。たとえば、コンプレッサと各エンドプレートとは、コンプレッサと各エンドプレート以外の第3の部材を介して固定されてもよい。また、ボルト止め以外にも、接着や溶接など、他の方法で固定されてもよい。
上記第1実施例においては、突出部144は、エアコンプレッサ810の脚部812L,814L1,814L2の方に突出する態様で構成される。しかし、防水カバーにおいて穴の周りに配される突出部は、エアコンプレッサ側ではなく、燃料電池のエンドプレート側に突出する態様とすることもできる。そのような態様においては、突出部の端部は、燃料電池のエンドプレートに密着する。このような態様としても、燃料電池のエンドプレートとエアコンプレッサとの剛体的な結合と、防水とを両立させることができる。
上記実施例においては、積層方向Dsについて投影したときの発電セル130と第1のエンドプレート110と第2のエンドプレート120との外形形状は、略長方形である。しかし、発電セル130と第1のエンドプレート110と第2のエンドプレート120との外形形状は、他の形状とすることができる。ただし、第1のエンドプレートと第2のエンドプレートとの外形形状は、それらを平面上に並べておくことができるような、直線状の1辺を、それぞれ含むことが好ましい。
第2実施例においては、車両に燃料電池を取りつける工程のうち、エンドプレート110,120、および複数の発電セル130の積層工程、ならびに燃料電池スタック100へのエアコンプレッサ810の取付け工程が中心的に説明された。それらの各工程のうち、ラジエータ602,604,606、水素ポンプ610、冷却液ポンプ620等をそれぞれ取りつける工程は、ステップS10〜S50のうちの任意の工程の前であってもよいし、後であってもよい。また、1以上の構成要素がまとめて取りつけられてもよいし、異なるタイミングで取りつけられてもよい。
以上では、本願発明をその好ましい例示的な実施例を参照して詳細に説明した。しかし、本願発明は、以上で説明した実施例や構成に限定されるものではない。そして、本願発明は、様々な変形や均等な構成を含むものである。さらに、開示された発明の様々な要素は、様々な組み合わせおよび構成で開示されたが、それらは例示的な物であり、各要素はより多くてもよく、また少なくてもよい。そして、要素は一つであってもよい。それらの態様は本願発明の範囲に含まれるものである。
Claims (4)
- 車両に燃料電池を搭載するための構造であって、
積層された複数のセルと、前記複数のセルの積層方向の両端に配される第1および第2のエンドプレートと、を有する燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックに酸化ガスを供給する第1のコンプレッサと、
前記燃料電池スタック内を循環する冷却媒体を冷却するための平板状の放熱器と、を備え、
前記燃料電池スタックは、前記車両の前後方向に対して前記複数のセルの前記積層方向が傾いた姿勢であって、前記第1のエンドプレートよりも前記車両の前方であってかつ上方に前記第2のエンドプレートが位置する姿勢で、配され、
前記放熱器は、前記第2のエンドプレートよりもさらに前記車両の前方の位置に、前記第2のエンドプレートに沿って配され、
前記第1のコンプレッサは、前記燃料電池スタックの下方において、前記第1と第2のエンドプレートの両方に対して合計で3点以上の点で固定される、構造。 - 請求項1記載の構造であって、さらに、
前記車両の室内の温度を調節するための第2のコンプレッサであって、上下方向の寸法が前記第1のコンプレッサより小さい第2のコンプレッサを備え、
前記第2のコンプレッサは、前記燃料電池スタックの下方であって、前記第1のコンプレッサよりも後方に配される、構造。 - 請求項1または2記載の構造であって、さらに、
前記第1および第2のエンドプレートの少なくとも一方を覆う防水ケースを備え、
前記防水ケースは、
前記防水ケースが覆う前記エンドプレートと、前記第1のコンプレッサとを相互に固定する固定部材を通すための穴と、
前記穴の周りを囲み、前記防水ケースが覆う前記エンドプレートの側または前記第1のコンプレッサの側に突出する突出部であって、弾性を有し、前記防水ケースが覆う前記エンドプレートと、前記第1のコンプレッサとが前記固定部材によって固定された状態において、前記突出する側の端部が前記エンドプレートまたは前記第1のコンプレッサと接する突出部と、を備える、構造。 - 車両に燃料電池を搭載する方法であって、
(a)積層された複数のセルと、前記複数のセルの積層方向の両端に配される第1および第2のエンドプレートと、を有する燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックに酸化ガスを供給する第1のコンプレッサと、
前記燃料電池スタック内を循環する冷却媒体を冷却するための平板状の放熱器と、を準備する工程と、
(b)前記燃料電池スタックと前記第1のコンプレッサと前記放熱器とを前記車両に取りつける工程であって、
前記燃料電池スタックが、前記車両の前後方向に対して前記複数のセルの前記積層方向が傾いた姿勢であって、前記第1のエンドプレートよりも前記車両の前方であって、かつ上方に前記第2のエンドプレートが位置するように、配され、
前記放熱器が、前記第2のエンドプレートよりもさらに前記車両の前方の位置に、前記第2のエンドプレートに沿って配され、
前記第1のコンプレッサが、前記燃料電池スタックの下方において、前記第1と第2のエンドプレートの両方に対して合計で3点以上の点で固定されるように、前記燃料電池スタックと前記第1のコンプレッサと前記放熱器とを前記車両に取りつける工程と、を備え、
前記工程(a)は、
それぞれ直線状の1辺を少なくとも一部に有する前記第1および第2のエンドプレートを準備する工程と、
前記第1および第2のエンドプレートの前記1辺がそれぞれ下になる姿勢で、前記第1および第2のエンドプレートを同一の平面の上に配しつつ、前記複数のセルと前記第1および第2のエンドプレートとを前記積層の順序で並べる工程と、
前記複数のセルならびに前記第1および第2のエンドプレートを結合して前記燃料電池スタックを構成する工程と、を備え、
前記工程(b)は、
前記第1および第2のエンドプレートの前記1辺とは異なる部位で前記燃料電池スタックを支持し、前記第1および第2のエンドプレートの前記1辺に接するように、前記第1のコンプレッサを前記第1および第2のエンドプレートに対して固定する工程を含む、方法。
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