(57)【要約】【課題】外力による燃料電池スタックへのダメージを極力抑えることが可能な燃料電池搭載車両を提供する。【解決手段】複数のセル１５を積層してなる燃料電池スタック１６が車体１１のフロントフロアパン３１の下に収容されて搭載された燃料電池搭載車両１０であって、フロントフロアパン３１に両端が連結されて燃料電池スタック１６の下方側に架け渡されたスタックマウントフレーム４１と、燃料電池スタック１６の中央部に貫通した挿通孔２２に摺動可能に挿通され、スタックマウントフレーム４１の上部に下端が配置され、車体１１のフロントフロアパン３１との対向位置に上端が配置された衝撃伝達フレーム２３と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセルを積層してなる燃料電池スタックが車体のフロアの下に収容されて搭載された燃料電池搭載車両であって、
前記フロアに両端が連結されて前記燃料電池スタックの下方側に架け渡されたスタックマウントフレームと、
前記燃料電池スタックの中央部を貫通する挿通孔に摺動可能に挿通された衝撃伝達フレームと、を備え、
前記衝撃伝達フレームは、その下端が前記スタックマウントフレームの上部に配置され、上端が前記車体のフロアとの対向位置に配置されている燃料電池搭載車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池スタックを備えた燃料電池搭載車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
反応ガスの供給を受けて発電する燃料電池を搭載した燃料電池搭載車両において、車両のフロアの下に燃料電池スタックを配置したものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、センターコンソール内に燃料電池スタックを配置し、燃料電池スタックを車幅方向でスライド可能に貫通する補強部材を設け、補強部材の両端をセンターコンソールの側壁に連結し、車両の側面方向から衝撃力が作用した際、座席を介して伝達される衝撃力を、補強部材を介して衝突側から非衝突側へ伝達可能に構成したものもある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２７９９５４号公報
【特許文献２】特開２００８−１００５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、燃料電池スタックは、複数のセルを積層したスパンの長いものであり、したがって、燃料電池スタックは、その中央部分における強度が低い。このため、例えば、走行中での路面との干渉などによって車両の下方から加わる外力が燃料電池スタックの中央部に作用すると、燃料電池スタックがダメージを受けてしまう。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、外力による燃料電池スタックへのダメージを極力抑えることが可能な燃料電池搭載車両を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の燃料電池搭載車両は、複数のセルを積層してなる燃料電池スタックが車体のフロアの下に収容されて搭載された燃料電池搭載車両であって、前記フロアに両端が連結されて前記燃料電池スタックの下方側に架け渡されたスタックマウントフレームと、前記燃料電池スタックの中央部を貫通する挿通孔に摺動可能に挿通された衝撃伝達フレームと、を備え、前記衝撃伝達フレームは、その下端が前記スタックマウントフレームの上部に配置され、上端が前記車体のフロアとの対向位置に配置された構成とされている。
【０００７】
この構成の燃料電池搭載車両によれば、走行中に車体の下部が路面と干渉し、スタックマウントフレームに外力が加わったとしても、その外力は、衝撃伝達フレームに伝達される。すると、この衝撃伝達フレームは、燃料電池スタックに対して相対的に上方へ変位することにより、フロアなどの車体の骨格に外力を伝達する。つまり、例えば、路面との干渉によって加わった外力を車体のフロアにて受け止めさせることができる。
これにより、車体のフロアの下に収容した燃料電池スタックにおける特に中央部分への外力の作用を極力抑えることができる。したがって、燃料電池スタックに外力が加わることによるダメージを抑えることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の燃料電池搭載車両によれば、外力による燃料電池スタックへのダメージを極力抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る燃料電池車両の燃料電池収容箇所の概略斜視図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明に係る燃料電池搭載車両の一実施形態を説明する。
図１は本実施形態に係る燃料電池車両の燃料電池収容箇所の概略斜視図、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図、図３は図１におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００１１】
図１から図３に示すように、燃料電池搭載車両１０は、燃料電池１２を車体１１のフロア下に搭載するもので、燃料電池１２により生じた電力又は／及びバッテリ（図示略）に充電された電力で駆動モータを駆動して走行する。
【００１２】
燃料電池搭載車両１０の車体１１は、そのフロントシート１３の下部にスタック収容部１４を有しており、このスタック収容部１４内に、燃料電池１２が収容されている。
【００１３】
この燃料電池１２は、例えば、高分子電解質形燃料電池であり、多数のセル１５を積層した燃料電池スタック１６からなるもので、積層したセル１５を、例えば図示略のテンションプレートによって連結した両端のエンドプレート１７によって挟持して燃料電池スタック１６とされている。
【００１４】
セル１５は、イオン交換膜からなる電解質の一方の面に空気極を有し、他方の面に燃料極を有し、さらに空気極および燃料極を両側から挟み込むように一対のセパレータを有する構造となっている。この場合、一方のセパレータの水素ガス流路に水素ガスが供給され、他方のセパレータの酸化ガス流路に酸化ガスである空気が供給され、これらの反応ガスが電気化学反応することで電力が発生する。
【００１５】
燃料電池スタック１６は、そのセル１５の積層方向の中央に、発電には寄与しない導電性を有するダミーセル２１を有している。このダミーセル２１には、その中央位置に、上下に貫通する挿通孔２２が形成されており、この挿通孔２２には、非導電性の衝撃伝達フレーム２３の挿通部２３ａが摺動可能に挿通されている。これにより、このダミーセル２１と衝撃伝達フレーム２３とは、相対移動可能とされている。この衝撃伝達フレーム２３は、その挿通部２３ａの上下端に、挿通部２３ａの断面形状よりも大きな外形の板部２３ｂを有している。
【００１６】
なお、衝撃伝達フレーム２３は、非導電性材料から形成しても良いが、例えば、鉄等の導電性材料の表面のみに非導電処理を施しても良い。
【００１７】
また、ダミーセル２１には、マニホールド２１ａが形成されており、セル１５に形成されたマニホールド（図示略）と連通されている。
【００１８】
そして、この燃料電池スタック１６は、その外周がスタックケース２４によって覆われている。
【００１９】
車体１１は、フロントシート１３の下方側に車体１１の骨格を構成するフロントフロアパン（フロア）３１を有している。このフロントフロアパン３１には、凹部３１ａが形成されており、この凹部３１ａが、スタック収容部１４とされている。
【００２０】
フロントフロアパン３１には、車体１１の前方側に、幅方向へわたってフロントクロスメンバ３３が固定され、また、車体１１の後方側に、幅方向へわたってリアクロスメンバ３４が固定されている。
【００２１】
また、このフロントフロアパン３１の上部には、幅方向の中央に、車体１１の前後方向にセンタ補強材３２が設けられている。このセンタ補強材３２は、断面視コ字状に形成され、その両側部に、固定片３２ａを有している。そして、このセンタ補強材３２は、フロントクロスメンバ３３、フロントフロアパン３１及びリアクロスメンバ３４にわたって配置され、固定片３２ａがフロントクロスメンバ３３、フロントフロアパン３１及びリアクロスメンバ３４に固定されている。
【００２２】
また、フロントフロアパン３１の上部には、シートレール３５が、車体１１の前後方向に架け渡されている。このシートレール３５は、その一端がフロントクロスメンバ３３に固定され、他端がシートブラケット３６を介してリアクロスメンバ３４に固定されている。
【００２３】
そして、このシートレール３５に、フロントシート１３が車体１１の前後方向へ移動可能に支持されている。なお、フロントシート１３には、図示略のロック機構が設けられ、シートレール３５に対して前後方向の任意の位置にてフロントシート１３をロックさせることができるようになっている。
【００２４】
また、フロントフロアパン３１の下方側における幅方向中央には、車体１１の前後方向にスタックマウントフレーム４１が設けられている。このスタックマウントフレーム４１は、その両端近傍が上方へ向かって屈曲され、その両端部がボルト４２及びナット４３によってフロントフロアパン３１に締結固定されている。これにより、このスタックマウントフレーム４１は、燃料電池スタック１６の下方側に架け渡され、このスタックマウントフレーム４１によってスタック収容部１４に収容された燃料電池スタック１６の幅方向中央箇所が支持されている。
【００２５】
また、スタック収容部１４には、その両側部近傍に、支持フレーム４５が車体１１の前後方向に架け渡されており、これら支持フレーム４５によってスタック収容部１４に収容された燃料電池スタック１６の両端部近傍箇所が支持されている。
【００２６】
そして、上記構造の燃料電池搭載車両１０では、スタック収容部１４に燃料電池スタック１６を収容することにより、衝撃伝達フレーム２３は、スタックマウントフレーム４１の上部に下端の板部２３ｂが配置され、車体１１のフロントフロアパン３１との対向位置に上端の板部２３ｂが配置されることとなる。
【００２７】
このような燃料電池搭載車両１０では、万一走行中に車体１１の下部が路面と干渉し、スタックマウントフレーム４１に外力が加わったとしても、その外力は、まず衝撃伝達フレーム２３に伝達されることとなる。
【００２８】
すると、この衝撃伝達フレーム２３は、燃料電池スタック１６に対して相対的に上方へ変位することにより、センタ補強材３２、フロントクロスメンバ３３及びリアクロスメンバ３４によって補強された車体１１の骨格を構成するフロントフロアパン３１に外力を伝達する。
【００２９】
このように、上記実施形態の燃料電池搭載車両１０によれば、路面との干渉によって加わった外力を、燃料電池スタック１６にではなく、車体１１のフロントフロアパン３１などの骨格にて受け止めさせることができる。
【００３０】
これにより、車体１１のフロントフロアパン３１の下方に収容した燃料電池スタック１６における特に中央部分への外力の作用を極力抑えることができる。
したがって、燃料電池スタック１６に外力が加わることによるダメージを抑えることができる。
【００３１】
特に、燃料電池スタック１６を収容するスタック収容部１４の幅方向中央部に、フロントフロアパン３１、センタ補強材３２、フロントクロスメンバ３３、リアクロスメンバ３４及びスタックマウントフレーム４１によって環状に閉じた環状構造体が構成され、この環状構造体によって燃料電池スタック１６の中央部分が囲われているので、燃料電池スタック１６の特に中央部分を外力から良好に保護することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１０…燃料電池搭載車両、１１…車体、１５…セル、１６…燃料電池スタック、２２…挿通孔、２３…衝撃伝達フレーム、３１…フロントフロアパン（フロア）、４１…スタックマウントフレーム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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