(57)【要約】【課題】ワイヤーハーネスと電力変換部との物理的な接触の防止およびスイッチングノイズによるアナログデータへの影響の抑制を両立しつつ、燃料電池ユニットの小型化を実現できる。【解決手段】燃料電池ユニットは、燃料電池スタックと、燃料電池スタックの電圧または電流を検出するセルモニタと、燃料電池スタックとセルモニタとを接続するワイヤーハーネスと、スイッチング素子を有し、スイッチング素子を用いて燃料電池スタックの出力電力の変換または燃料電池スタックの運転に使用される補機への供給電力の変換を行う電力変換部と、ワイヤーハーネスと電力変換部との間を仕切り、接地されている金属製の隔壁部と、を備え、ワイヤーハーネスと電力変換部とは、隔壁部を介して隣り合って配置される。【選択図】図２
2018152163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池ユニットであって、
燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックの電圧または電流を検出するセルモニタと、
前記燃料電池スタックと前記セルモニタとを接続するワイヤーハーネスと、
スイッチング素子を有し、前記スイッチング素子を用いて前記燃料電池スタックの出力電力の変換または前記燃料電池スタックの運転に使用される補機への供給電力の変換を行う電力変換部と、
前記ワイヤーハーネスと前記電力変換部との間を仕切り、接地されている金属製の隔壁部と、を備え、
前記ワイヤーハーネスと前記電力変換部とは、前記隔壁部を介して隣り合って配置される、燃料電池ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池ユニットであって、
前記燃料電池ユニットは、車両に搭載され、
前記隔壁部は、前記車両の車体を通じて接地されている、燃料電池ユニット。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の燃料電池ユニットであって、さらに、
前記セルモニタを収容するセルモニタケースであって、前記セルモニタが前記ワイヤーハーネスと接続されるための第１コネクタを外側に露出させた状態で前記セルモニタを収容する金属製のセルモニタケースを備え、
前記燃料電池スタックは、前記ワイヤーハーネスと接続されるための第２コネクタを有し、
前記ワイヤーハーネスは、前記セルモニタケースの外側に配設されて前記第１コネクタと前記第２コネクタとに接続されることによって前記燃料電池スタックと前記セルモニタとを接続する、燃料電池ユニット。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料電池ユニットであって、さらに、
前記燃料電池スタックと、前記セルモニタと、前記セルモニタケースと、前記隔壁部と、を含み、前記セルモニタおよび前記セルモニタケースが第１方向に突出して配置されている第１サブユニットと、
前記電力変換部を含み、前記第１サブユニットに対して前記第１方向に位置して前記第１サブユニットと接続して一体化され、前記セルモニタと、前記セルモニタケースと、前記隔壁部と、を収容する収容空間が形成されている第２サブユニットと、を備え、
前記セルモニタケースは、前記第１コネクタの位置が前記セルモニタにおいて前記第１方向の側に位置するように前記セルモニタを収容し、ブラケットを介して前記第１サブユニットに固定され、
前記ワイヤーハーネスの少なくとも一部は、前記収容空間に配設され、
前記隔壁部は、前記ブラケットを介して前記第１サブユニットに固定され、前記収容空間に配設された前記ワイヤーハーネスを、前記電力変換部が配置されている側から覆う、燃料電池ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池ユニットには、燃料電池スタックと、スイッチング素子を有し高周波数でスイッチングを行う電力変換部とを備えたものがある。電力変換部としては、例えば、燃料電池スタックの出力電力を変換する燃料電池用コンバータ、燃料電池スタックの運転に使用される補機への供給電力を変換する補機用インバータ等が該当する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１５１６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の燃料電池車両には、燃料電池スタックおよび電力変換部を備える燃料電池ユニットが搭載されている。このような燃料電池車両において、燃料電池ユニットの小型化を考えた場合、以下のような課題が存在することを本願発明者は見い出した。すなわち、燃料電池スタックの電圧または電流を検出するセルモニタと燃料電池スタックとを接続するワイヤーハーネスと、電力変換部と、が近接した位置に配置されるために、車両が振動することによってワイヤーハーネスが電力変換部と物理的に接触して損傷を受ける、或いは、ワイヤーハーネスを介して伝送されるアナログデータが電力変換部において発生するスイッチングノイズによって影響を受ける、といった課題が存在する。このような課題を解決するために、ワイヤーハーネスと電力変換部との物理的な接触の防止およびスイッチングノイズによるアナログデータへの影響の抑制を両立しつつ、燃料電池ユニットの小型化を実現できる技術が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、燃料電池ユニットが提供される。この燃料電池ユニットは、燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックの電圧または電流を検出するセルモニタと、前記燃料電池スタックと前記セルモニタとを接続するワイヤーハーネスと、スイッチング素子を有し、前記スイッチング素子を用いて前記燃料電池スタックの出力電力の変換または前記燃料電池スタックの運転に使用される補機への供給電力の変換を行う電力変換部と、前記ワイヤーハーネスと前記電力変換部との間を仕切り、接地されている金属製の隔壁部と、を備え、前記ワイヤーハーネスと前記電力変換部とは、前記隔壁部を介して隣り合って配置される。このような形態とすれば、ワイヤーハーネスと電力変換部との間を隔壁部が仕切ることによって、ワイヤーハーネスと電力変換部との物理的な接触を防止できる。また、金属製の隔壁部はスイッチングノイズを反射もしくは吸収して接地に逃がすことができるため、スイッチングノイズによるアナログデータへの影響を抑制できる。したがって、ワイヤーハーネスと電力変換部とを近接した位置に配置でき、燃料電池ユニットの小型化を実現できる。よって、ワイヤーハーネスと電力変換部との物理的な接触の防止およびスイッチングノイズによるアナログデータへの影響の抑制を両立しつつ、燃料電池ユニットの小型化を実現できる。
【０００７】
（２）上記形態において、前記燃料電池ユニットは、車両に搭載され、前記隔壁部は、前記車両の車体を通じて接地されていてもよい。このような形態とすれば、隔壁部に吸収されたスイッチングノイズを、車両本体に吸収させることができる。また、隔壁部に直接接続するアース線を設ける構成に比べて、隔壁部の接地のための構成を簡略化できることから、製造コストを抑えることができる。
【０００８】
（３）上記形態において、前記燃料電池ユニットは、さらに、前記セルモニタを収容するセルモニタケースであって、前記セルモニタが前記ワイヤーハーネスと接続されるための第１コネクタを外側に露出させた状態で前記セルモニタを収容する金属製のセルモニタケースを備え、前記燃料電池スタックは、前記ワイヤーハーネスと接続されるための第２コネクタを有し、前記ワイヤーハーネスは、前記セルモニタケースの外側に配設されて前記第１コネクタと前記第２コネクタとに接続されることによって前記燃料電池スタックと前記セルモニタとを接続してもよい。このような形態とすれば、ワイヤーハーネスがセルモニタケースの外側に配設されていても、隔壁部によってワイヤーハーネスと電力変換部との物理的な接触を防止できる。また、セルモニタがセルモニタケースに収容された状態でワイヤーハーネスの配設作業を行うことができ、作業性の向上や作業中のセルモニタの損傷抑制を実現できる。
【０００９】
（４）上記形態において、前記燃料電池ユニットは、さらに、前記燃料電池スタックと、前記セルモニタと、前記セルモニタケースと、前記隔壁部と、を含み、前記セルモニタおよび前記セルモニタケースが第１方向に突出して配置されている第１サブユニットと、前記電力変換部を含み、前記第１サブユニットに対して前記第１方向に位置して前記第１サブユニットと接続して一体化され、前記セルモニタと、前記セルモニタケースと、前記隔壁部と、を収容する収容空間が形成されている第２サブユニットと、を備え、前記セルモニタケースは、前記第１コネクタの位置が前記セルモニタにおいて前記第１方向側に位置するように前記セルモニタを収容し、ブラケットを介して前記第１サブユニットに固定され、前記ワイヤーハーネスの少なくとも一部は、前記収容空間に配設され、前記隔壁部は、前記ブラケットを介して前記第１サブユニットに固定され、前記収容空間に配設された前記ワイヤーハーネスを、前記電力変換部が配置されている側から覆ってもよい。このような形態とすれば、ワイヤーハーネスのうち電力変換部が配置されている側は、隔壁部によって覆われているため、第１サブユニットと第２サブユニットとが接続されて一体化される際、ワイヤーハーネスが電力変換部と物理的に接触して破損することを防止できる。
【００１０】
本発明の形態は、燃料電池ユニットに限るものではなく、例えば、燃料電池ユニットを搭載した車両、燃料電池ユニットを製造する方法などの種々の形態に適用することも可能である。また、本発明は、前述の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】燃料電池ユニットの概略構成を示すブロック図である。
【図２】燃料電池ユニットの配置構成を示した概念図である。
【図３】燃料電池ユニットの配置構成を示した概念図である。
【図４】電力変換部収容部とスタック収容部とが一体化される前の状態を示した説明図である。
【図５】セルモニタケースおよび隔壁部を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
Ａ．第１実施形態：
図１は、本発明の第１実施形態における燃料電池ユニット１０の概略構成を示すブロック図である。燃料電池ユニット１０は、駆動モータ２００で駆動する車両の電源として搭載されている。燃料電池ユニット１０は、燃料電池スタック１００と、ワイヤーハーネス１０５と、セルモニタ１１０と、セルモニタケース１１４と、燃料電池用コンバータ１２０と、二次電池１３０と、補機用インバータ１４０と、補機１５０と、二次電池用コンバータ１６０と、モータ用インバータ１７０と、隔壁部１８０と、筐体１９０と、を備える。また、燃料電池ユニット１０は、直流導線Ｗ１と、直流導線Ｗ２と、直流導線Ｗ３と、直流導線Ｗ４と、交流導線Ｗ５と、直流導線Ｗ６と、交流導線Ｗ７とを備える。
【００１３】
燃料電池スタック１００は、水素と酸素との電気化学反応によって発電するユニットである。燃料電池スタック１００は、単セルを複数積層して形成される。単セルは、それぞれが単体でも発電可能な発電要素であり、電解質膜を有する膜電極接合体の両面にガス拡散層が配された膜電極ガス拡散層接合体と、膜電極ガス拡散層接合体の両外側に配置されるセパレータと、を有する。電解質膜は、内部に水分を包含した湿潤状態のときに良好なプロトン伝導性を示す固体高分子薄膜によって構成される。燃料電池スタック１００は、種々の型を適用可能であるが、本実施形態では、固体高分子型を用いている。燃料電池スタック１００は、複数のケーブルが束状になったワイヤーハーネス１０５を介してセルモニタ１１０と電気的に接続されている。また、燃料電池スタック１００は、直流導線Ｗ１を介して、燃料電池用コンバータ１２０と電気的に接続されている。
【００１４】
セルモニタ１１０は、燃料電池スタック１００を構成するセルの電圧または電流を検出するモニタである。セルモニタ１１０には、ワイヤーハーネス１０５を介して、燃料電池スタック１００において計測されたアナログデータが伝送される。
【００１５】
セルモニタケース１１４は、鉄製であり、セルモニタ１１０がワイヤーハーネス１０５と接続されるためのコネクタ（後述のコネクタ１１２）を外側に露出させた状態でセルモニタ１１０を収容する。本実施形態では、コネクタ１１２は、課題を解決するための手段における第１コネクタの下位概念に相当する。
【００１６】
燃料電池用コンバータ１２０は、昇圧型のコンバータ装置であり、燃料電池スタック１００の出力電圧を目標の電圧まで昇圧する昇圧動作を行う。燃料電池用コンバータ１２０は、図示しないリアクトルおよびスイッチング素子を有し、リアクトルへの通電制御をスイッチング素子を用いて行う。スイッチング素子がオンの時にリアクトルに蓄積された磁気エネルギーは、スイッチング素子がオフの際に誘導電圧となり、燃料電池スタック１００の出力電圧に重ねて出力されるために昇圧が実現される。このように、燃料電池用コンバータ１２０は、燃料電池スタック１００の出力電力の変換のためにスイッチングを行う。燃料電池用コンバータ１２０は、直流導線Ｗ２を介してモータ用インバータ１７０と電気的に接続されている。
【００１７】
二次電池１３０は、燃料電池スタック１００とともに燃料電池ユニット１０の電力源として機能する。本実施形態では、二次電池１３０は、リチウムイオン電池によって構成される。他の実施形態では、二次電池１３０は、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池など他の種類の電池であってもよい。二次電池１３０は、直流導線Ｗ３を介して二次電池用コンバータ１６０と電気的に接続されている。
【００１８】
補機用インバータ１４０は、直流導線Ｗ４を介して、二次電池１３０と二次電池用コンバータ１６０とを接続する直流導線Ｗ３と電気的に接続されている。補機用インバータ１４０は、二次電池１３０から直流導線Ｗ３および直流導線Ｗ４を介して直流で供給される電力を三相交流の電力に変換する。補機用インバータ１４０は、図示しないスイッチング素子を有し、かかるスイッチング素子をＰＷＭ制御して、直流電圧を交流電圧に変換する。このように、補機用インバータ１４０は、補機１５０への供給電力の変換のためにスイッチングを行う。補機用インバータ１４０は、交流導線Ｗ５を介して補機１５０と電気的に接続し、三相交流電力を補機１５０に供給する。
【００１９】
本実施形態では、燃料電池用コンバータ１２０および補機用インバータ１４０は、課題を解決するための手段における電力変換部の下位概念に相当する。
【００２０】
補機１５０は、燃料電池スタック１００の運転に使用される補機である。補機１５０には、例えば、燃料電池スタック１００にカソードガスとしての空気を供給するためのエアコンプレッサ、アノードガスとしての水素を循環させるための水素循環ポンプ、燃料電池スタック１００を冷却する冷却装置、燃料電池スタック１００に供給されるガスを加湿するための加湿装置等が含まれる。
【００２１】
二次電池用コンバータ１６０は、昇降型のコンバータ装置であり、燃料電池用コンバータ１２０と類似の構成を有する。二次電池用コンバータ１６０は、直流導線Ｗ６を介して、燃料電池用コンバータ１２０とモータ用インバータ１７０とを接続する直流導線Ｗ２と電気的に接続されている。二次電池用コンバータ１６０は、モータ用インバータ１７０の入力電圧である直流導線Ｗ２における電圧を調整し、二次電池１３０の充放電を制御する。
【００２２】
二次電池用コンバータ１６０は、燃料電池用コンバータ１２０からの出力電力が目標出力電力に対して不足する場合には、二次電池１３０に放電させる。一方、二次電池用コンバータ１６０は、駆動モータ２００において回生電力が発生する場合には、当該回生電力を変換して二次電池１３０に蓄電させる。また、二次電池用コンバータ１６０は、燃料電池スタック１００の出力電力を変換して二次電池１３０に蓄電させることもできる。なお、二次電池用コンバータ１６０は、燃料電池用コンバータ１２０とは異なる構成を有していてもよい。
【００２３】
モータ用インバータ１７０は、燃料電池スタック１００および二次電池１３０から直流導線Ｗ２を介して直流で供給される電力を三相交流の電力に変換する。モータ用インバータ１７０は、交流導線Ｗ７を介して駆動モータ２００と電気的に接続し、三相交流電力を駆動モータ２００に供給する。また、モータ用インバータ１７０は、駆動モータ２００において発生する回生電力を直流電力に変換して直流導線Ｗ２に出力する。
【００２４】
隔壁部１８０は、金属製の板状部材である。隔壁部１８０の具体的な構成については、図２において説明する。
【００２５】
筐体１９０は、燃料電池スタック１００と、ワイヤーハーネス１０５と、セルモニタ１１０と、セルモニタケース１１４と、燃料電池用コンバータ１２０と、二次電池１３０と、補機用インバータ１４０と、補機１５０と、二次電池用コンバータ１６０と、モータ用インバータ１７０と、隔壁部１８０とを収容する。筐体１９０は、アルミニウム製である。筐体１９０は、車両に固定されている。
【００２６】
駆動モータ２００は、モータ用インバータ１７０から供給される三相交流電力を回転動力に変換する電動機である。
【００２７】
図２は、第１実施形態における燃料電池ユニット１０の配置構成を示した概念図である。図２には、相互に直交するＸＹＺ軸が図示されている。図２のＸＹＺ軸は、他の図のＸＹＺ軸に対応する。図２では、説明の便宜上、燃料電池ユニット１０のうち、燃料電池スタック１００と、ワイヤーハーネス１０５と、セルモニタ１１０と、セルモニタケース１１４と、燃料電池用コンバータ１２０と、隔壁部１８０と、筐体１９０とを図示し、燃料電池ユニット１０における他の構成については、図示および説明を省略している。
【００２８】
筐体１９０の内側は、Ｘ軸方向に沿って延びた仕切り１９１がＺ軸方向における中央寄りの部分に設けられていることによって、＋Ｚ軸方向側における空間Ｓ１と−Ｚ軸方向側における空間Ｓ２とに区画されている。空間Ｓ１には、セルモニタ１１０と、セルモニタケース１１４と、燃料電池用コンバータ１２０と、隔壁部１８０とが配されている。空間Ｓ２には、燃料電池スタック１００が配されている。仕切り１９１は、空間Ｓ１と空間Ｓ２との間を連通する開口部１９６を有する。
【００２９】
ワイヤーハーネス１０５は、開口部１９６を通るとともにセルモニタケース１１４の外側に配設され、燃料電池スタック１００側のコネクタ１０２およびセルモニタ１１０側のコネクタ１１２を介して、燃料電池スタック１００とセルモニタ１１０とを接続している。本実施形態では、コネクタ１０２は、課題を解決するための手段における第２コネクタの下位概念に相当する。
【００３０】
隔壁部１８０は、ワイヤーハーネス１０５と燃料電池用コンバータ１２０との間を仕切る。隔壁部１８０は、Ｙ軸方向に沿って延びる鉄製の板状部材である。ワイヤーハーネス１０５と燃料電池用コンバータ１２０とは、隔壁部１８０を介して隣り合って配置される。「隔壁部１８０を介して隣り合って配置される」とは、例えば、ワイヤーハーネス１０５と燃料電池用コンバータ１２０との間には、隔壁部１８０のみが配されているという態様を含む。隔壁部１８０は、セルモニタ１１０より＋Ｘ軸方向側であって、かつ、ワイヤーハーネス１０５より＋Ｚ軸方向側に配されている。本実施形態では、隔壁部１８０は、筐体１９０の壁面に固定されている。アルミニウム製である筐体１９０は車両に固定されているため、隔壁部１８０は、筐体１９０を介して、車両の車体に接地されている状態である。このようにすることで、隔壁部１８０は、隔壁部１８０に吸収されたスイッチングノイズを、車両本体に吸収させることができる。また、隔壁部に直接接続するアース線を設ける構成に比べて、隔壁部１８０の接地のための構成を簡略化できることから、製造コストを抑えることができる。
【００３１】
以上説明した実施形態によれば、ワイヤーハーネス１０５と燃料電池用コンバータ１２０との間を隔壁部１８０が仕切ることによって、ワイヤーハーネス１０５と燃料電池用コンバータ１２０との物理的な接触を防止できる。また、隔壁部１８０は鉄製であることから燃料電池用コンバータ１２０のスイッチングによって生じるスイッチングノイズを反射もしくは吸収して接地に逃がすことができるため、ワイヤーハーネス１０５を介して燃料電池スタック１００からセルモニタ１１０に伝送されるアナログデータがスイッチングノイズの影響を受けることを抑制できる。したがって、ワイヤーハーネス１０５と燃料電池用コンバータ１２０とを近接した位置に配置でき、燃料電池ユニット１０の小型化を実現できる。よって、ワイヤーハーネス１０５と燃料電池用コンバータ１２０との物理的な接触の防止およびスイッチングノイズによるアナログデータへの影響の抑制を両立しつつ、燃料電池ユニット１０の小型化を実現できる。
【００３２】
ワイヤーハーネス１０５と燃料電池用コンバータ１２０との物理的な接触を防止するために一般的な樹脂製の保護部材をワイヤーハーネス１０５に巻いた形態では、スイッチングノイズによるアナログデータへの影響まで防ぐことができない。また、ノイズキャンセル機能が付いた保護部材をワイヤーハーネス１０５に巻いた形態では、そのような保護部材は高価であるという問題点がある。さらに、これらの保護部材をワイヤーハーネス１０５に巻いた形態では、耐磨耗用の保護テープや耐磨耗用のチューブまで設ける必要がある。一方、第１実施形態では、隔壁部１８０を備えることにより、ワイヤーハーネス１０５と燃料電池用コンバータ１２０との物理的な接触の防止およびスイッチングノイズによるアナログデータへの影響の抑制を両立できるとともに、ノイズキャンセル機能が付いた保護部材と比べて、廉価な構成である。また、第１実施形態では、耐磨耗用の保護テープや耐磨耗用のチューブまで設ける必要がなく、一般的な樹脂製の保護部材が巻かれたワイヤーハーネス１０５を用いることができる。さらに、ワイヤーハーネス１０５が複数ある場合には、複数のワイヤーハーネス１０５をまとめるために、ビニールテープ等の低コストな部材を用いることができる。
【００３３】
また、第１実施形態の燃料電池ユニット１０では、燃料電池ユニット１０内におけるワイヤーハーネス１０５の配置の自由度が高い。具体的には、セルモニタ１１０のうち燃料電池用コンバータ１２０に面している側にワイヤーハーネス１０５を配置しても、隔壁部１８０によってスイッチングノイズの影響を低減できるため、セルモニタ１１０のうち燃料電池用コンバータ１２０に面している側とは反対側にワイヤーハーネス１０５を配置する必要はない。したがって、燃料電池ユニット１０内におけるワイヤーハーネス１０５の配置の自由度は高い。
【００３４】
第１実施形態の燃料電池ユニット１０では、隔壁部１８０がワイヤーハーネス１０５と燃料電池用コンバータ１２０との間を仕切っている。このため、セルモニタケース１１４の外側に配設されたワイヤーハーネス１０５と燃料電池用コンバータ１２０との物理的な接触を防止できる。また、セルモニタ１１０がセルモニタケース１１４に収容された状態でワイヤーハーネス１０５の配設作業を行うことができ、作業性の向上や作業中のセルモニタ１１０の損傷抑制を実現できる。
【００３５】
Ｂ．第２実施形態：
図３は、第２実施形態における燃料電池ユニット１０ａの配置構成を示した概念図である。燃料電池ユニット１０ａは、第１実施形態における筐体１９０とは異なる筐体１９０ａを備える点と、燃料電池ユニット１０ａの配置構成は燃料電池ユニット１０の配置構成とは異なる点と、を除き、第１実施形態の燃料電池ユニット１０の構成と同じである。このため、同一の構成要素には同一の符合を付し、その詳細な説明を省略する。図３では、説明の便宜上、燃料電池スタック１００と、ワイヤーハーネス１０５と、セルモニタ１１０と、セルモニタケース１１４と、燃料電池用コンバータ１２０と、隔壁部１８０と、筐体１９０ａと、ブラケット１９３と、を図示し、燃料電池ユニット１０ａにおける他の構成については、図示および説明を省略している。
【００３６】
第２実施形態の燃料電池ユニット１０ａでは、第１サブユニット１９２と、第２サブユニット１９４と、が互いにＺ軸方向に沿って組み付けられた構成を有する。第１サブユニット１９２および第２サブユニット１９４の詳細構成は後述する。
【００３７】
筐体１９０ａは、燃料電池ユニット１０ａの各構成を収容する。筐体１９０ａは、アルミニウム製である。筐体１９０ａは、第１サブユニット１９２の外殻と、第２サブユニット１９４の外殻と、で構成される。筐体１９０ａは、第１サブユニット１９２と、第２サブユニット１９４と、が接続して一体化されることによって形成される。
【００３８】
図４は、第１サブユニット１９２と第２サブユニット１９４とが一体化される前の状態を示した説明図である。筐体１９０ａは、第２サブユニット１９４が＋Ｚ軸方向側から第１サブユニット１９２と接続することによって形成される。図３の状態は、筐体１９０ａが形成された状態である。
【００３９】
第１サブユニット１９２は、燃料電池スタック１００と、セルモニタ１１０と、セルモニタケース１１４と、を含む。セルモニタ１１０およびセルモニタケース１１４は、＋Ｚ軸方向側に突出して配置されている。セルモニタケース１１４は、コネクタ１１２の位置がセルモニタ１１０において＋Ｚ軸方向側に位置するようにセルモニタ１１０を収容するとともに、鉄製のブラケット１９３を介して第１サブユニット１９２に固定されている。ブラケット１９３は、第１サブユニット１９２から独立した部品である。本実施形態では、セルモニタ１１０は、コネクタ１１２が−Ｘ軸方向側を向いて配置されるようセルモニタケース１１４に収容されている。本実施形態では、＋Ｚ軸方向は、課題を解決するための手段における第１方向の下位概念に相当する。
【００４０】
第２サブユニット１９４は、燃料電池用コンバータ１２０と、二次電池１３０と、補機用インバータ１４０と、補機１５０と、二次電池用コンバータ１６０と、モータ用インバータ１７０と、を含む。尚、第２サブユニット１９４に含まれる構成は、説明の便宜上、燃料電池用コンバータ１２０のみ図示している。第２サブユニット１９４は、第１サブユニット１９２に対して＋Ｚ軸方向に位置して第１サブユニット１９２と接続して一体化される。また、第２サブユニット１９４には、収容空間Ｓ３が形成されている。収容空間Ｓ３には、第２サブユニット１９４が第１サブユニット１９２と一体化された際に、ワイヤーハーネス１０５の一部、セルモニタ１１０、セルモニタケース１１４、隔壁部１８０、ブラケット１９３等が収容される。
【００４１】
ワイヤーハーネス１０５は、第１サブユニット１９２に設けられた開口部１９６ａを通るとともにセルモニタケース１１４の外側に配設され、燃料電池スタック１００側のコネクタ１０２と、セルモニタ１１０側のコネクタ１１２と、の間を接続している。
【００４２】
図５は、セルモニタケース１１４および隔壁部１８０を示した斜視図である。図５では、理解を容易にするため、ワイヤーハーネス１０５と、コネクタ１１２と、セルモニタケース１１４と、隔壁部１８０と、第１サブユニット１９２と、ブラケット１９３と、のみを図示している。
【００４３】
隔壁部１８０は、ブラケット１９３を介して第１サブユニット１９２に固定されている。隔壁部１８０は、収容空間Ｓ３に配設されたワイヤーハーネス１０５を、燃料電池用コンバータ１２０が配置されている側である−Ｘ軸方向側から覆う。筐体１９０ａが形成された状態において、ワイヤーハーネス１０５と燃料電池用コンバータ１２０とは、隔壁部１８０を介して隣り合って配置される。
【００４４】
以上の構成を有する燃料電池ユニット１０ａは、第１実施形態の燃料電池ユニット１０と同様の効果を有する。また、ワイヤーハーネス１０５のうち燃料電池用コンバータ１２０が配される側は、隔壁部１８０によって覆われているため、第１サブユニット１９２と第２サブユニット１９４とが接続されて一体化される際（図４の状態から図３の状態へ移行する際）、収容空間Ｓ３へのセルモニタケース１１４等の挿入または挿入後の位置調整等によって、ワイヤーハーネス１０５が燃料電池用コンバータ１２０と物理的に接触して破損することを防止できる。
【００４５】
Ｃ．変形例：
Ｃ１．変形例１：
各実施形態において、隔壁部１８０は、燃料電池用コンバータ１２０とワイヤーハーネス１０５との間を仕切っていたが、本発明はこれに限られない。例えば、隔壁部１８０は、補機用インバータ１４０とワイヤーハーネス１０５との間を仕切ってもよい。すなわち、一般的には、スイッチング素子を有し、スイッチング素子を用いて燃料電池スタック１００の出力電力の変換または燃料電池スタック１００の運転に使用される補機１５０への供給電力の変換を行う電力変換部とワイヤーハーネス１０５との間を隔壁部１８０が仕切ってもよい。また、補機用インバータ１４０に限らず、二次電池用コンバータ１６０とモータ用インバータ１７０とのうち少なくともいずれか一方とワイヤーハーネス１０５との間を隔壁部１８０が仕切ってもよい。すなわち、スイッチング素子を有し、スイッチング素子を用いて二次電池１３０の出力電力および二次電池１３０を充電するために燃料電池スタック１００から出力される電力の変換または燃料電池スタック１００および二次電池１３０から駆動モータ２００へ供給される電力の変換を行う電力変換部とワイヤーハーネス１０５との間を隔壁部１８０が仕切ってもよい。隔壁部１８０は、燃料電池ユニット１０のうちスイッチング素子を用いて電力の変換を行う電力変換部とワイヤーハーネス１０５との間を仕切ってもよい。
【００４６】
Ｃ２．変形例２：
第１実施形態では、燃料電池ユニット１０は、車両に搭載されていたが、本発明はこれに限られない。例えば、燃料電池ユニット１０は、船舶に搭載されていてもよいし、家屋に設置されていてもよい。このような場合、隔壁部は、船舶の船体もしく大地に接地される。
【００４７】
Ｃ３．変形例３：
各実施形態において、セルモニタ１１０は、セルモニタケース１１４に収容されていたが、本発明はこれに限られない。例えば、セルモニタ１１０は、セルモニタケース１１４に収容されていなくてもよい。
【００４８】
Ｃ４．変形例４：
第２実施形態では、ブラケット１９３は、第１サブユニット１９２から独立した部品であったが、本発明はこれに限られない。例えば、ブラケット１９３は、第１サブユニット１９２の一部が＋Ｚ軸方向側に向けて突出したものであってもよい。
【００４９】
Ｃ５．変形例５：
第２実施形態では、セルモニタ１１０は、コネクタ１１２が−Ｘ軸方向側を向いて配置されるようセルモニタケース１１４に収容されていたが、本発明はこれに限られない。例えば、セルモニタ１１０は、コネクタ１１２が＋Ｘ軸方向側を向いて配置されるようセルモニタケース１１４に収容されていてもよいし、コネクタ１１２が＋Ｚ軸方向側を向いて配置されるようセルモニタケース１１４に収容されていてもよい。
【００５０】
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１０，１０ａ…燃料電池ユニット
１００…燃料電池スタック
１０２…コネクタ
１０５…ワイヤーハーネス
１１０…セルモニタ
１１２…コネクタ
１１４…セルモニタケース
１２０…燃料電池用コンバータ
１３０…二次電池
１４０…補機用インバータ
１５０…補機
１６０…二次電池用コンバータ
１７０…モータ用インバータ
１８０…隔壁部
１９０…筐体
１９０ａ…筐体
１９２…第１サブユニット
１９３…ブラケット
１９４…第２サブユニット
１９６…開口部
１９６ａ…開口部
２００…駆動モータ
Ｓ１，Ｓ２…空間
Ｓ３…収容空間
Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ６…直流導線
Ｗ５，Ｗ７…交流導線
【図１】
2018152163.tif 000003
【図２】
2018152163.tif 000004
【図３】
2018152163.tif 000005
【図４】
2018152163.tif 000006
【図５】
2018152163.tif 000007