(57)【要約】【課題】コネクタの結線作業と水素の換気を同じ開口部で行うことができるＦＣＰＣケースの提供。【解決手段】燃料電池車両であって、複数の単セルが積層された燃料電池セルスタックと、燃料電池セルスタックを収納する燃料電池ケースと、燃料電池セルスタックの運転を制御する燃料電池用パワーコントロールユニットと、燃料電池ケースに対して鉛直方向の上側に固定され、燃料電池用パワーコントロールユニットを収納し、側面に開口部を備えるケースと、水素を通過させる換気膜を有し、開口部に取り付けられて開口部を閉口する蓋部を備え、燃料電池車両は、蓋部が取り付けられていない状態において、開口部を介して視認可能な位置に、燃料電池セルスタックに電気的に接続されている第一のコネクタと、燃料電池用パワーコントロールユニットと第一のコネクタに電気的に接続されている第二のコネクタを有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池車両であって、
複数の単セルが積層された燃料電池セルスタックと、
前記燃料電池セルスタックを収納する燃料電池ケースと、
前記燃料電池セルスタックの運転を制御する燃料電池用パワーコントロールユニットと、
前記燃料電池ケースに対して鉛直方向の上側に固定され、前記燃料電池用パワーコントロールユニットを収納し、側面に開口部を備えるケースと、
水素を通過させる換気膜を有し、前記開口部に取り付けられて前記開口部を閉口する蓋部を備え、
前記燃料電池車両は、蓋部が取り付けられていない状態において、前記開口部を介して視認可能な位置に、前記燃料電池セルスタックに電気的に接続されている第一のコネクタと、前記燃料電池用パワーコントロールユニットと前記第一のコネクタに電気的に接続されている第二のコネクタを有する、
燃料電池車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、燃料電池車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池車両に燃料電池スタックが搭載される場合、燃料電池ケースに入れられる。ケースの上部には、燃料電池が発電した直流電力を交流電力に変換する燃料電池用パワーコントロールユニット（ＦＣＰＣ）が配置及び固定される場合がある。特許文献１には、衝突時の燃焼により燃料電池ケース内の内圧が高まったときに、燃料電池ケースの底面に設けた複数の貫通孔から圧力が解放される技術が提示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開号２０１８−７８０３８公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来技術においては、燃料電池スタックを燃料電池ケースに収容した後、ＦＣＰＣケースを持ち上げた状態で、ＦＣＰＣと燃料電池スタックの各部品の配管等を組み付け、一体化する。この場合、工程の制限上、ＦＣＰＣと燃料電池スタックを一体化した後にコネクタの結線作業を行う必要があった。そのため、ＦＣＰＣケースに予め結線作業用の穴を設け、結線後にその穴を閉じていた。一方、燃料電池ケース内で発生した水素の濃度を低減させるための換気用の穴も必要だった。これら複数の穴により、ＦＣＰＣケースの強度が低下するという懸念があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
本開示の一形態によれば、燃料電池車両が提供される。この燃料電池車両は、複数の単セルが積層された燃料電池セルスタックと、前記燃料電池セルスタックを収納する燃料電池ケースと、前記燃料電池セルスタックの運転を制御する燃料電池用パワーコントロールユニットと、前記燃料電池ケースに対して鉛直方向の上側に固定され、前記燃料電池用パワーコントロールユニットを収納し、側面に開口部を備えるケースと、水素を通過させる換気膜を有し、前記開口部に取り付けられて前記開口部を閉口する蓋部を備え、前記燃料電池車両は、蓋部が取り付けられていない状態において、前記開口部を介して視認可能な位置に、前記燃料電池セルスタックに電気的に接続されている第一の低圧コネクタと、前記燃料電池用パワーコントロールユニットと前記第一のコネクタに電気的に接続されている第二のコネクタを有する。この形態の燃料電池車両によれば、第一の低圧コネクタと第二の低圧コネクタの結線作業と、水素の換気を同じ開口部で行うことができる。これにより、ケースの強度の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本開示の一実施形態における、燃料電池車両の概略構成図である。
【図２】燃料電池システムの構成を示す説明図である。
【図３】燃料電池用パワーコントロールユニット（ＦＣＰＣ）のケースの開口部を示す説明図である。
【図４】蓋部を示す説明図である。
【図５】第一の低圧コネクタと第二の低圧コネクタを締結させた後を示す説明図である。
【図６】開口部に蓋部が取り付けられた状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
Ａ．実施例の構成：
図１は、本開示の一実施形態における、燃料電池車両１の概略構成図である。燃料電池車両１は、燃料電池システム１０を備える。
【０００９】
図２は、燃料電池システム１０の構成を示す説明図である。燃料電池システム１０は、燃料電池セルスタック１００と、燃料電池ケース２００と、図示しない燃料電池用パワーコントロールユニット３００（以下ＦＣＰＣ３００）と、ケース４００と、蓋部５００を備える。なお、図２は燃料電池システム１０の構成物品の形状及び寸法を正確に示すものではない。
【００１０】
燃料電池セルスタック１００は、直流の電力を発生させる発電装置である。燃料電池セルスタック１００において、複数の単セルが積層されている。外部より供給を受けた水素ガスと酸素ガスを単セルで電気化学反応させることにより、燃料電池セルスタック１００が発電する。
【００１１】
図３は、ＦＣＰＣ３００のケース４００の開口部４１０を示す説明図である。図３に示すように、燃料電池セルスタック１００は第一の低圧コネクタ６００を備えている。第一の低圧コネクタ６００は、燃料電池セルスタック１００に電気的に接続されている。第一の低圧コネクタ６００は、後述する燃料電池ケース２００とケース４００が一体化され状態において、鉛直方向の上側、具体的には図３におけるｚ方向に向かって燃料電池セルスタック１００から突出している。第一の低圧コネクタ６００は、後述する燃料電池ケース２００に設けられた、図示しない穴を貫通してケース４００内に配置されている（図３参照）。第一の低圧コネクタ６００は、後述する蓋部５００が取り付けられていない状態において、後述する開口部４１０を介して視認可能な位置に設置されている。
【００１２】
図２に示すように、燃料電池ケース２００は燃料電池セルスタック１００を収容する。燃料電池ケース２００は、燃料電池セルスタック１００の保護のために用いられる。燃料電池ケース２００は、剛性の高い材料、例えばステンレス鋼により形成されている。燃料電池ケース２００は、図示しない固定部材によって車体に固定されている。燃料電池ケース２００には、天井面を構成する壁部に複数の穴が形成されており、燃料電池セルスタック１００に接続される配管や、第一の低圧コネクタ６００が貫通している（図３参照）。また、燃料電池ケース２００は、側面の上端にフランジ２１０を有している。フランジ２１０は、後述するケース４００のフランジ４３０とネジで締結されることにより、燃料電池ケース２００を固定する。
【００１３】
ＦＣＰＣ３００は、燃料電池セルスタック１００が発電した直流電力を交流電力に変換する。ＦＣＰＣ３００は、燃料電池用補機の一つである。また、ＦＣＰＣ３００は燃料電池セルスタック１００の運転を制御する。ＦＣＰＣ３００は、第二の低圧コネクタ７００を備える（図３参照）。第二の低圧コネクタ７００は、ＦＣＰＣ３００と第一の低圧コネクタ６００に電気的に接続されている。第二の低圧コネクタ７００は、蓋部５００が取り付けられていない状態において、開口部４１０を介して視認可能な位置に設けられている。
【００１４】
ケース４００は、燃料電池ケース２００に対して鉛直方向の上側に固定され、ＦＣＰＣ３００を収納する。ケース４００はＦＣＰＣ３００の保護のために用いられる。ケース４００は略長方形の形状を有する。ケース４００の床面を構成する壁部には図示しない複数の穴が形成されており、その穴の一つを第一の低圧コネクタ６００が貫通している（図３参照）。
【００１５】
図３に示すように、ケース４００は側面に開口部４１０を備えている。開口部４１０は略長方形の形状を有する。開口部４１０は、ケース４００において、作業者が開口部４１０を介してケース４００内の第一の低圧コネクタ６００と第二の低圧コネクタ７００の結線部分を視認可能な位置に設けられている。また、開口部４１０は作業者がケース４００の外側から開口部４１０を介して第一の低圧コネクタ６００と第二の低圧コネクタ７００の締結作業を行える大きさを有する。開口部４１０をケース４００の天井面を構成する壁部ではなく側面に設定することで、ケース４００及び燃料電池ケース２００内へ水が浸入する可能性を低減することができる。
【００１６】
ケース４００はケース４００の側面にボルトの締結部４２０を二つ有している。締結部４２０は開口部４１０を挟んで対角線上に位置に設けられている。締結部４２０は後述する蓋部５００を取り付けるために使用される。
【００１７】
また、ケース４００は側面の下端にフランジ４３０を有している。フランジ４３０は、燃料電池ケース２００のフランジ２１０とネジで締結されることにより、燃料電池ケース２００とケース４００を固定する。
【００１８】
図４は蓋部５００を示す説明図である。蓋部５００は、開口部４１０に取り付けられて開口部４１０を閉口する。蓋部５００は、略長方形の形状を有する。蓋部５００は、架橋部５１０と、窓部５２０と、ボルト用穴部５３０と、換気膜５４０を有している。
【００１９】
架橋部５１０は、蓋部５００の強度を確保する。架橋部５１０は、蓋部５００の中央を通る十字形に掛け渡された形状に形成されている。
【００２０】
窓部５２０には、後述する換気膜５４０が取り付けられる。窓部５２０は、略長方形の形状を有する。蓋部５００には、窓部５２０が４つ形成されている（図４参照）。
【００２１】
ボルト用穴部５３０にはボルトが通される。ボルト用穴部５３０にボルトが通されることで、蓋部５００が開口部４１０に取り付けられる。蓋部５００には、２つのボルト用穴部５３０が形成されている。ボルト用穴部５３０は蓋部５００の側面から突出した部分に設けられている。２つのボルト用穴部５３０は互いに対角線上になるように設けられている。
【００２２】
換気膜５４０は燃料電池ケース２００内で発生した水素を通過させる。換気膜５４０は窓部５２０を塞いでいる。換気膜５４０は略長方形の形状を有する。蓋部５００は、４つの換気膜５４０を有している。換気膜５４０は気体のみを通過させ、液体は通さないよう形成されている。
【００２３】
Ｂ．燃料電池システム１０の製造方法：
まず、作業者により燃料電池セルスタック１００が燃料電池ケース２００に収容される(図２参照）。このとき、燃料電池セルスタック１００の配管や配線が燃料電池ケース２００の天井面を構成する壁部に設けられた複数の穴に通される。次に、ＦＣＰＣ３００を収容したケース４００を作業者が持ち上げ、その状態で燃料電池セルスタック１００の配管や配線とＦＣＰＣ３００の配管や配線が接続される。配管や配線が接続された後に、燃料電池ケース２００のフランジ２１０とケース４００のフランジ２１０のネジが締結されることで、燃料電池ケース２００とケース４００が一体化される。この状態において、図３に示すように、作業者は第一の低圧コネクタ６００と第二の低圧コネクタ７００を開口部４１０から視認することができる。
【００２４】
図５は、第一の低圧コネクタ６００と第二の低圧コネクタ７００を締結させた後の状態を示す説明図である。燃料電池ケース２００とケース４００が一体化された後、作業者により開口部４１０を介して第一の低圧コネクタ６００と第二の低圧コネクタ７００の結線作業が行われる(図３及び図５参照）。
【００２５】
図６は、開口部４１０に蓋部５００が取り付けられた状態を示す説明図である。図６に示すように、第一の低圧コネクタ６００と第二の低圧コネクタ７００の結線作業を行われた後、作業者により開口部４１０に蓋部５００が取り付けられる。具体的には、蓋部５００を挟んで、ボルト用穴部５３０を介して締結部４２０にボルトが締結される。これにより、第一の低圧コネクタ６００と第二の低圧コネクタ７００の結線作業と、水素の換気を同じ開口部４１０で行うことができる。その結果、ケース４００の強度の低下と、加工費の増大を防ぐことができる。また、燃料電池セルスタック１００とＦＣＰＣ３００の配管等を別工程で組み付け、それらを組み合わせて一体化することが可能となる。
【００２６】
Ｃ：他の実施形態
Ｃ１）上記実施形態では、蓋部５００は略長方形の形状であり、中央を通る十字形に掛け渡された架橋部５１０を有しており、換気膜５４０を４つ有している。しかし、蓋部はそれ以外の形状であってもよく、またそれ以外の換気膜を有していてもよい。例えば、蓋部は略円形状であってもよい。また、蓋部の中央に円状の窓部が設けられ、その窓部に一つの換気膜が設置されてもよい。蓋部が開口部を期待通りに閉口し、換気膜により期待通りの換気が行われることが好ましい。
【００２７】
Ｃ２）上記実施形態では、ケース４００はボルトの締結部４２０を二つ有しており、蓋部５００は２つのボルト用穴部５３０を有している。しかし、ケースと蓋部はそれ以外の締結部とボルト用穴部を有していてもよい。例えば、ケースと蓋部にそれぞれ４つの締結部とボルト用穴部が設けられてもよい。期待通りに蓋部がケースに取り付けられることが好ましい。
【００２８】
Ｃ３）上記実施形態では、２つのボルト用穴部５３０は互いに対角線上になるように設けられている。しかし、２つのボルト用穴部５３０はそれ以外の位置に設けられていてもよい。例えば、蓋部の辺のうち、同じ辺に２つのボルト用穴部が設けられていてもよい。期待通りに蓋部がケースに取り付けられることが好ましい。
【００２９】
Ｃ４）上記実施形態では、開口部４１０は、ケース４００の鉛直方向の面以外の４つの面のうち、一つの任意の面に設けてもよい。作業者が開口部を通して結線作業を行うことができる位置に設けられることが好ましい。
【００３０】
Ｃ５）上記実施形態では、開口部４１０は略長方形の形状を有する。しかし、開口部はそれ以外の形状を有していてもよい。例えば、開口部が略円形状であってもよい。作業者が開口部を通して結線作業を行うことができることが好ましい。
【００３１】
Ｃ６）上記実施形態では、ケース４００は略長方形の形状を有する。しかし、ケースはそれ以外の形状を有していてもよい。例えば、ケースは正方形でもよい。期待通りに開口部を設けることができることが好ましい。
【００３２】
Ｃ７）上記実施形態では、燃料電池車両１は、蓋部５００が取り付けられていない状態において、開口部４１０を介して視認可能な位置に、燃料電池セルスタック１００に電気的に接続されている第一の低圧コネクタ６００と、ＦＣＰＣ３００と第一の低圧コネクタ６００に電気的に接続されている第二の低圧コネクタ７００を有する。しかし、低圧コネクタでなくてもよい。例えば、低圧コネクタに印加される電圧よりも高い電圧が印加されるコネクタを用いてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１…燃料電池車両、１０…燃料電池システム、１００…燃料電池セルスタック、２００…燃料電池ケース、２１０…フランジ、３００…ＦＣＰＣ、４００…ケース、４１０…開口部、４２０…締結部、４３０…フランジ、５００…蓋部、５１０…架橋部、５２０…窓部、５３０…ボルト用穴部、５４０…換気膜、６００…第一の低圧コネクタ、７００…第二の低圧コネクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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