(57)【要約】【課題】燃料電池スタックケースの内部を広範囲にわたって効率よく換気できる燃料電池スタックケースを提供する。【解決手段】燃料電池スタック１０が収納される燃料電池スタックケース２０の内部に空気Ｆを導入する吸気口２８と、外部に空気Ｆを排出する排気口２９と、を備え、燃料電池スタック１０の重力方向上方と、燃料電池スタックケース２０との間には、吸入口２８から導入された空気Ｆを蛇行させて排気口２９に案内するガイド板３０が設けられていることを特徴としている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池スタックが収納される燃料電池スタックケースであって、
前記燃料電池スタックケースの内部に空気を導入する吸気口と、
前記燃料電池スタックケースの外部に前記空気を排出する排気口と、
を備え、
前記燃料電池スタックの重力方向上方と、前記燃料電池スタックケースとの間には、前記吸入口から導入された前記空気を蛇行させて前記排気口に案内するガイド板が設けられていることを特徴とする燃料電池スタックケース。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池スタックケースであって、
前記吸気口および前記排気口は、前記燃料電池スタックケースの重力方向上方に配置されていることを特徴とする燃料電池スタックケース。
【請求項３】
請求項１または２に記載の燃料電池スタックケースであって、
前記排気口付近には、燃料ガスセンサが設けられていることを特徴とする燃料電池スタックケース。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の燃料電池スタックケースであって、
前記燃料電池スタックは、車両に搭載され、
前記車両は、ラジエータファンを備え、
前記吸気口は、前記ラジエータファンの送風方向の下流側に設けられていることを特徴とする燃料電池スタックケース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料電池スタックケースに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固体高分子電解質膜型の燃料電池は、固体高分子電解質膜をアノード電極とカソード電極とで両側から挟み込んで形成された電解質膜電極構造体を備え、一対のセパレータによって電解質膜電極構造体を挟持することにより単位燃料電池を構成している。燃料電池スタックは、単位燃料電池が複数枚（数十〜数百枚）積層されて構成されている。
【０００３】
燃料電池スタックには、燃料ガスとして例えば主に水素を含有するガス（以下、「水素含有ガス」という。）がアノード電極に供給され、酸化剤ガスとして例えば主に酸素を含有するガスあるいは空気（以下、「酸素含有ガス」という。）がカソード電極に供給されている。アノード電極に供給された水素含有ガスは、電極触媒上で水素がイオン化され、電解質膜を介してカソード電極側へと移動する。その間に生じた電子は外部回路に取り出され、直流の電気エネルギとして利用される。カソード電極側では、酸素含有ガスの酸素と水素イオンおよび電子とが反応して生成水が生成される。
【０００４】
ところで、上述の燃料電池スタックを車両に搭載し、燃料電池スタックから発生した電気エネルギでモータを駆動することにより走行する、いわゆる燃料電池自動車が知られている。この種の燃料電池自動車では、通常、燃料電池スタックは、制御デバイスとともに燃料電池スタックケースに収納された状態で搭載されている。このとき、燃料電池スタックに供給された水素含有ガスが燃料電池スタック内から漏洩した場合には、水素含有ガスが燃料電池スタックケース内に滞留するという問題がある。
【０００５】
このような問題を解決するため、例えば特許文献１には、燃料電池本体と補機部品とを収納し、通気口を有する燃料電池ケース（本願請求項の「燃料電池スタックケース」に相当。）であって、燃料電池ケース内の燃料ガスが滞留しやすい部位、例えば、燃料電池ケースの上部の隅角部に、掃気ガス吐出ノズルを設けた燃料電池ケースが記載されている。
特許文献１によれば、掃気ガス吐出ノズルから換気用ブロアの方向に向けて、空気等の掃気ガスが吐出されることで、滞留し淀んだ燃料ガスを希釈しながら排出することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−４１３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載の燃料電池スタックにおいては、掃気ガスが排出される範囲は、燃料電池ケース内の掃気ガス吐出ノズル近傍のみとなっている。このため、主に掃気ガス吐出ノズル近傍に存在する燃料ガスのみが排出されて、掃気ガス吐出ノズルから離間した位置に存在する燃料ガスを排出できないおそれがある。すなわち、特許文献１に記載の技術では、燃料電池スタックケースの内部を広範囲にわたって効率よく換気できないおそれがある。
【０００８】
そこで本発明は、燃料電池スタックケースの内部を広範囲にわたって効率よく換気できる燃料電池スタックケースの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明の燃料電池スタックケース（例えば、実施形態における燃料電池スタックケース２０）は、燃料電池スタック（例えば、実施形態における燃料電池スタック１０）が収納される燃料電池スタックケースであって、前記燃料電池スタックケースの内部に空気（例えば、実施形態における空気Ｆ）を導入する吸気口（例えば、実施形態における吸気口２８）と、前記燃料電池スタックケースの外部に前記空気を排出する排気口（例えば、実施形態における排気口２９）と、を備え、前記燃料電池スタックの重力方向上方と、前記燃料電池スタックケースとの間には、前記吸入口から導入された前記空気を蛇行させて前記排気口に案内するガイド板（例えば、実施形態におけるガイド板３０，３０ａ〜３０ｃ）が設けられていることを特徴としている。
【００１０】
燃料電池スタックから漏洩する水素含有ガスは、空気よりも比重が小さい。したがって、水素含有ガスは、燃料電池スタックから漏洩した後、燃料電池スタックの重力方向上方に移動して、燃料電池スタックケースの内部に滞留する傾向にある。本発明によれば、燃料電池スタックの重力方向上方と燃料電池スタックケースとの間に、空気を蛇行させるガイド板を備えているので、燃料電池スタックの重力方向上方において、吸気口から導入された空気を、燃料電池スタックケースの内部において広範囲にわたって流通させて排気口に案内できる。これにより、燃料電池スタックの重力方向上方に存在する水素含有ガスを良好に換気できるので、燃料電池スタックケースの内部を広範囲にわたって効率よく換気できる。
【００１１】
また、前記吸気口および前記排気口は、前記燃料電池スタックケースの重力方向上方に配置されていることを特徴としている。
【００１２】
本発明によれば、燃料電池スタックの重力方向上方の吸気口から導入された空気は、燃料電池スタックの重力方向上方で蛇行して広範囲にわたって流通した後、燃料電池スタックの重力方向上方の排気口から排出される。したがって、燃料電池スタックケースの内部を流通する空気は、水素含有ガスが存在しやすい燃料電池スタックの重力方向上方のみを集中的に流通できる。これにより、少ない空気の流通量で、燃料電池スタックケースの内部を広範囲にわたってさらに効率よく換気できる。
【００１３】
また、前記排気口付近には、燃料ガスセンサ（例えば、実施形態における水素センサ３５）が設けられていることを特徴としている。
【００１４】
本発明によれば、排気口付近に燃料ガスセンサを設けているので、燃料電池スタックケースの内部から排出される空気における水素等の燃料ガスの有無を検出できる。これにより、燃料電池スタックからの燃料ガスの漏れ量を監視できるとともに、所定の保護動作を行うことができる。
また、排気口は、燃料電池スタックケースの内部を流通する空気の流通経路において最下流側となるので、燃料電池スタックケースの内部からの燃料ガスの排気の完了を判定できる。したがって、所定の保護動作を適切なタイミングで停止させることができる。
【００１５】
また、前記燃料電池スタックは、車両（例えば、実施形態における燃料電池自動車１）に搭載され、前記車両は、ラジエータファン（例えば、実施形態におけるラジエータファン７）を備え、前記吸気口は、前記ラジエータファンの送風方向の下流側に設けられていることを特徴としている。
【００１６】
本発明によれば、燃料電池スタックケースの吸気口がラジエータファンの送風方向の下流側に設けられているので、ラジエータファンを駆動することで、燃料電池スタックケースの吸気口から内部に空気を導入し、燃料電池スタックケースの内部を強制的に換気できる。したがって、必要に応じてラジエータファンを駆動し、燃料電池スタックケースの内部を素早く換気できる。また、従来から燃料電池スタック等の冷却用に設けられていたラジエータファンを用いることで、燃料電池スタックケースの内部を強制的に換気するシステムを低コストに形成できる。
【発明の効果】
【００１７】
燃料電池スタックから漏洩する水素含有ガスは、空気よりも比重が小さい。したがって、水素含有ガスは、燃料電池スタックから漏洩した後、燃料電池スタックの重力方向上方に移動して、燃料電池スタックケースの内部に滞留する傾向にある。本発明によれば、燃料電池スタックの重力方向上方と燃料電池スタックケースとの間に、空気を蛇行させるガイド板を備えているので、燃料電池スタックの重力方向上方において、吸気口から導入された空気を、燃料電池スタックケースの内部において広範囲にわたって流通させて排気口に案内できる。これにより、燃料電池スタックの重力方向上方に存在する水素含有ガスを良好に換気できるので、燃料電池スタックケースの内部を広範囲にわたって効率よく換気できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】燃料電池自動車を模式的に表した側面図である。
【図２】燃料電池自動車を模式的に表した上面図である。
【図３】燃料電池スタックケースの分解斜視図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図７】実施形態の変形例にかかる燃料電池スタックケースの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施形態の燃料電池スタックケースについて図面を参照して説明をする。
図１は、燃料電池自動車１を模式的に表した側面図である。
図２は、燃料電池自動車１を模式的に表した上面図である。
なお、図中矢印ＦＲは車両前方を、矢印ＬＨは車両左方を、矢印ＵＰは車両上方（重力方向上方）をそれぞれ示している。また、以下の説明における前後左右方向は、特に記載が無ければ燃料電池自動車１（請求項の「車両」に相当。）における前後左右方向と同一とする。また、図１および図２では、燃料電池自動車１のボディを二点鎖線で図示している。また、図２では、燃料電池自動車１の走行時に発生する走行風の空気Ｆの流れを矢印で図示している。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態の燃料電池自動車１は、前方にボンネット２ａで覆われたモータルーム２を備えている。モータルーム２内には、走行用の駆動モータ３に電力を供給する燃料電池スタック１０と、燃料電池スタック１０等を冷却するためのラジエータ５およびラジエータファン７と、燃料電池スタック１０が収納された燃料電池スタックケース２０と、が設けられている。
【００２１】
燃料電池スタック１０は、単位燃料電池（以下「単位セル」という。）を多数積層して形成される周知の固体高分子膜型燃料電池（ＰＥＭＦＣ）であり、そのアノード側に燃料ガスとして水素含有ガスを供給し、カソード側に酸化剤ガスとして酸素を含有する空気を供給することで、電気化学反応により電力を生成する。この燃料電池スタック１０で生じた電力により、駆動モータ３を駆動して燃料電池自動車１を走行させている。
図２に示すように、燃料電池スタック１０の左方には、デバイスユニット１１が配置されている。デバイスユニット１１は、例えば、レギュレータおよびエゼクタを備えた水素供給補機や、加湿器および希釈ボックスを備えた空気排出補機、各単位セルの電圧を監視および制御するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）等により構成されている。
【００２２】
図１に示すように、駆動モータ３の前方には、ラジエータ５およびラジエータファン７が設けられている。ラジエータ５およびラジエータファン７は、燃料電池スタック１０や駆動モータ３等を循環している冷媒の熱交換および冷却を行っている。
ラジエータ５は、不図示の冷媒回路内に設けられており、冷媒が循環している。ラジエータ５は、例えば燃料電池自動車１の走行時に発生する走行風等の外気と、ラジエータ５内を循環する冷媒との熱交換を行って、冷媒の熱を放熱している。
【００２３】
ラジエータファン７は、例えばラジエータ５よりも後方に配置されており、ラジエータファン７が回転することでラジエータ５に冷却風を供給し、ラジエータ５の内部を循環する冷媒を強制冷却している。具体的には、ラジエータ５の後方に配置されたラジエータファン７が回転することで、ラジエータ５の前方から後方に向かって、ラジエータ５を通過させるように冷却風を供給して、ラジエータ５を流通する冷媒と外気との熱交換を促進させている。なお、ラジエータファン７の位置は実施形態に限定されず、例えばラジエータ５よりも前方に配置されていてもよい。ただし、ラジエータ５の前方から後方に向かって、走行風が通過可能な面積を広く確保できる点で、実施形態に優位性がある。
【００２４】
ラジエータ５の後方には、シュラウド９が設けられている。シュラウド９は、例えば樹脂等により略筒状に形成された部材である。
シュラウド９は、前方に開口を有する空気導入部９ａと、後方に開口を有する連結ダクト部９ｂと、空気導入部９ａと連結ダクト部９ｂとの間に設けられた本体筒部９ｃと、を備えている。
【００２５】
図２に示すように、空気導入部９ａは、開口面積がラジエータ５の後方面の面積と略同一となるように形成されており、ラジエータファン７の外周面を覆っている。空気導入部９ａは、燃料電池自動車１の走行時やラジエータファン７の回転時に、ラジエータ５の前方から後方に向かって通過する空気をシュラウド９の内部に導入している。
連結ダクト部９ｂは、開口面積が空気導入部９ａの開口面積よりも小さく形成されている。連結ダクト部９ｂは、後述するインテークダクト４０に連結されており、シュラウド９の内部とインテークダクト４０の内部とが連通している。
本体筒部９ｃは、ラジエータファン７の後方面を覆っており、燃料電池自動車１の走行風およびラジエータファン７による冷却風の通路を形成している。本体筒部９ｃは、前方から後方に向かって、開口面積が漸次小さくなるように形成されている。これにより、前方から後方に向かって、本体筒部９ｃの内部を流れる空気の流速を上昇させることができる。
【００２６】
図１に示すように、ラジエータ５およびラジエータファン７の上方には、インテークダクト４０が設けられている。インテークダクト４０は、例えば樹脂等により略筒状に形成された部材である。インテークダクト４０は、前方に開口する空気導入部４１と、後方に開口する連結部４２と、空気導入部４１と連結部４２との間に設けられた本体筒部４３と、を備えている。
【００２７】
空気導入部４１は、モータルーム２の内外を連通するフロントグリル４５よりも後方であって、ボンネット２ａの下方に設けられている。空気導入部４１の開口面積は、例えばフロントグリル４５の開口面積と略同一となるように形成されている。空気導入部４１は、燃料電池自動車１の走行時に、フロントグリル４５を介して走行風をインテークダクト４０の内部に導入している。
図２に示すように、連結部４２は、開口面積が空気導入部４１の開口面積よりも小さく形成されている。連結部４２は、後述する燃料電池スタックケース２０の吸気口２８（図３参照）に対応した位置（本実施形態では左方）に形成されており、吸気口２８に連結されている。これにより、燃料電池自動車１が走行したとき、インテークダクト４０を介して、燃料電池スタックケース２０の吸気口２８から燃料電池スタックケース２０の内部に走行風を導入できる。
【００２８】
本体筒部４３は、燃料電池自動車１の走行風の通路を形成している。本体筒部９ｃは、前方から後方に向かって、開口面積が漸次小さくなるように形成されている。これにより、前方から後方に向かって、本体筒部４３の内部を流れる走行風の流速を上昇させることができるので、燃料電池スタックケース２０の内部に流速の高い走行風を導入できる。
また、本体筒部４３には、空気導入部４１と連結部４２との略中間において、下方に分岐した分岐部４４が設けられている。分岐部４４には、シュラウド９の連結ダクト部９ｂが連結されている。これにより、シュラウド９の内部、インテークダクト４０の内部および燃料電池スタックケース２０の内部が連通するので、ラジエータファン７の回転により送風された空気を燃料電池スタックケース２０の内部に導入できる。
【００２９】
（燃料電池スタックケース）
図３は、燃料電池スタックケース２０の分解斜視図である。
図３に示すように、燃料電池スタックケース２０は、例えば樹脂や金属等により略立方体状に形成されており、燃料電池スタック１０と、燃料電池スタック１０の左方に配置されたデバイスユニット１１とを覆っている。実施形態の燃料電池スタックケース２０は、燃料電池スタック１０およびデバイスユニット１１を収容するケース本体２１と、燃料電池スタック１０およびデバイスユニット１１を上方から覆うケースカバー２５とにより構成されている。
【００３０】
ケース本体２１は、上方が開口された略矩形箱状に形成されている。ケース本体２１は、例えば下壁２２が不図示のブラケット等を介して、モータルーム２内の車体フレーム等に固定されている。
ケースカバー２５は、前壁２６ａ、後壁２６ｂ、左壁２６ｃ、右壁２６ｄおよび上壁２７により、下方が開口された略矩形箱状に形成されている。
ケース本体２１とケースカバー２５とは、それぞれの開口側の縁部が互いに密着した状態で、例えば不図示のボルト等により固定されている。
【００３１】
ケースカバー２５の前壁２６ａには、前方に開口する吸気口２８が形成されている。吸気口２８は、例えば前壁２６ａの左方において、前方に突出した略円筒状の筒部２８ａを備えており、燃料電池スタックケース２０の内側と外側とを連通している。吸気口２８の筒部２８ａには、インテークダクト４０の連結部４２（図２参照）が外挿されて連結される。これにより、インテークダクト４０を介して、燃料電池自動車１の走行風による空気を燃料電池スタックケース２０の内部に導入できるので、燃料電池スタックケース２０の内部に空気を流通させて換気できる。
【００３２】
さらに、吸気口２８は、ラジエータファン７の送風方向の下流側（すなわちラジエータファン７よりも後方）に設けられている。したがって、シュラウド９およびインテークダクト４０（いずれも図１参照）を介して、ラジエータファン７（図１参照）により送風された空気を燃料電池スタックケース２０の内部に導入できるので、燃料電池スタックケース２０の内部に空気を流通させて換気できる。
【００３３】
ケースカバー２５の後壁２６ｂには、後方に開口する排気口２９が形成されている。排気口２９は、吸気口２８と同様に、例えば後壁２６ｂの左方において、後方に突出した略円筒状の筒部２８ａを備えており、燃料電池スタックケース２０の内側と外側とを連通している。排気口２９の筒部２９ａには、後述するエキゾーストダクト５０の連結部５２（図２参照）が外挿されて連結される。これにより、燃料電池スタックケース２０の内部の空気は、エキゾーストダクト５０を介して燃料電池自動車１の外側に排気される。
上述した吸気口２８および排気口２９は、ケース本体２１とケースカバー２５とで燃料電池スタックケース２０を構成したとき、燃料電池スタックケース２０の上方（重力方向上方）に配置される。吸気口２８および排気口２９を燃料電池スタックケース２０の上方に配置したときの効果については後述する。
【００３４】
（ガイド板）
図４は、図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
図５は、図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。なお、図５では、ケースカバー２５の吸気口２８、排気口２９および後述する水素センサ３５（請求項の「燃料ガスセンサ」に相当。）を二点鎖線で図示している。
図４に示すように、ケースカバー２５の上壁２７は、ケースカバー２５の内側から下方に立設されたガイド板３０を備えている。ガイド板３０は、例えば金属等により形成された正面視で略矩形状の板部材である。ガイド板３０は、車両前後方向における略中央において、車両左右方向に沿うように設けられている。ガイド板３０は、例えばプレス加工等により形成された後、ケースカバー２５の上壁２７の内側に、例えば溶接等により固定されている。なお、ガイド板３０は、例えば樹脂等によりケースカバー２５と一体成型されていてもよい。
【００３５】
図５に示すように、ガイド板３０の下端面３３は、燃料電池スタックケース２０の内部に収容された燃料電池スタック１０およびデバイスユニット１１の上面に沿うように形成されている。これにより、ガイド板３０の下端面３３と燃料電池スタック１０およびデバイスユニット１１の上面との間には、ほぼ隙間が存在しない状態となっている。
さらに、ガイド板３０の下端面３３は、吸気口２８および排気口２９の下端部よりも下方に配置されている。換言すれば、ガイド板３０の下端面３３よりも上方（重力方向上方）に、吸気口２８および排気口２９が配置されている。これにより、吸気口２８から燃料電池スタックケース２０の内部に導入された空気は、ガイド板３０の下方を流通することなく、ガイド板３０の表面に沿って燃料電池スタックケース２０の上方を流通し、排気口２９から燃料電池スタックケース２０の外部に排出されるようになっている。
【００３６】
ガイド板３０の左右方向の長さは、ケースカバー２５の左壁２６ｃと右壁２６ｄとの離間距離よりも若干短く形成されている。ガイド板３０の左側面３１は、ケースカバー２５の左壁２６ｃに対して、隙間がないように密着している。これに対して、ガイド板３０の右側面３２は、ケースカバー２５の右壁２６ｄに対して、所定の隙間を有した状態で離間している。これにより、吸気口２８から導入された空気は、ガイド板３０の右側面３２とケースカバー２５の右壁２６ｄとの隙間を通過して、ガイド板３０の前方から後方に流通するようになっている。
【００３７】
図６は、図５のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。なお、図面を分かり易くするために、燃料電池スタック１０およびデバイスユニット１１を二点鎖線で図示している。また、燃料電池スタックケース２０の内部を流通する空気Ｆを矢印で図示している。
図６に示すように、排気口２９付近には、燃料電池スタックケース２０の内部の水素濃度を検出する水素センサ３５が設けられている。具体的には、水素センサ３５は、上下方向において排気口２９以上の高さであって（図５参照）、排気口２９よりも右方に配置されており、ケースカバー２５の後壁２６ｂに固定されている。なお、排気口２９の右方は、燃料電池スタックケース２０の内部を流通する空気Ｆの流通経路における最下流側に相当する。
【００３８】
ところで、燃料電池スタック１０から漏洩する水素含有ガスは、空気Ｆよりも比重が小さいため、燃料電池スタックケース２０の内部において、重力方向上方に移動する傾向にある。本実施形態によれば、水素センサ３５は、排気口２９以上の高さに配置されているので、燃料電池スタック１０からの水素の漏れ量を監視できるとともに、空気Ｆの上方の水素の有無を精度よく検出できる。したがって、燃料電池スタック１０からの水素の漏れ量を監視できるとともに、燃料電池スタック１０への水素含有ガスの供給を遮断したり、後述するようにラジエータファン７（図１参照）を用いて強制換気したりするなどの所定の保護動作を行うことができる。
【００３９】
さらに、水素センサ３５は、排気口２９よりも右方に配置されているので、燃料電池スタックケース２０の内部を流通する空気Ｆの流通経路の最下流側において、水素の有無を検出できる。これにより、燃料電池スタックケース２０から排気される空気Ｆの水素の有無を検出できる。したがって、保護動作を適切なタイミングで停止させることができる。
なお、実施形態では、水素センサ３５を上下方向で排気口２９以上の高さに配置したが、少なくとも燃料電池スタックケース２０の上方に配置されていればよい。これにより、水素含有ガスが滞留しやすい燃料電池スタックケース２０の上方において、水素濃度を精度よく検出できる。
【００４０】
図１に示すように、燃料電池スタックケース２０よりも後方には、エキゾーストダクト５０が設けられている。エキゾーストダクト５０は、インテークダクト４０と同様に、例えば樹脂等により略筒状に形成された部材である。エキゾーストダクト５０は、前方に開口する連結部５２と、後方に開口するダクト排気口５３と、を備えている。
連結部５２は、燃料電池スタックケース２０の排気口２９の筒部２９ａに外挿されて連結されている。これにより、燃料電池スタックケース２０の内部の空気は、ダクト排気口５３から燃料電池自動車１の外部に排気される。
【００４１】
図２に示すように、ダクト排気口５３は、ワイパモータ６１等の電層部品や、燃料電池自動車１の車室内に外気を導入するエアコン吸気用ダクト６３から離間した位置に配置される。
本実施形態の燃料電池自動車１では、ワイパモータ６１は、モータルーム２の後方であって左右方向の略中央に配置されている。また、エアコン吸気用ダクト６３は、モータルーム２の後方であって右方に配置されている。したがって、ダクト排気口５３は、例えばモータルーム２よりも後方であって、ワイパモータ６１よりも左方に配置される。これにより、燃料電池スタックケース２０の内部の空気は、ワイパモータ６１およびエアコン吸気用ダクト６３から離間した位置において、エキゾーストダクト５０から速やかに外部に排気される。
【００４２】
（ガイド板の作用、車両走行時）
続いて、ガイド板３０の作用について説明する。
図２に示すように、燃料電池自動車１の走行時には、前方から後方に向かって走行風が流れ、走行風による空気Ｆがフロントグリル４５を介してインテークダクト４０の内部に導入される。その後、図６に示すように、空気Ｆは、燃料電池スタックケース２０の吸気口２８から、燃料電池スタックケース２０の内部に導入される。
【００４３】
ここで、燃料電池スタックケース２０の吸気口２８および排気口２９は、燃料電池スタックケース２０の上方かつ左方に配置されている。このため、吸気口２８から導入された空気Ｆは、ガイド板３０の左方において、車両前後方向に沿って排気口２９に向かって直線的に流通しようとする。これに対して、ガイド板３０の左方は、前述のとおり、ガイド板３０の左側面３１とケースカバー２５の左壁２６ｃとが密着しており、隙間がないように形成されている。
【００４４】
したがって、吸気口２８から導入された空気Ｆは、車両前後方向に沿って排気口２９に向かって直線的に流通することなく、ガイド板３０に沿って左方から右方に向かって迂回して流通する。その後、空気Ｆは、ガイド板３０の右側面３２とケースカバー２５の右壁２６ｄとの隙間を通過し、さらにガイド板３０に沿って右方から左方に向かって迂回して流通する。このように、吸気口２８から導入された空気Ｆは、燃料電池スタックケース２０の上方において、ガイド板３０の表面に沿って、燃料電池スタックケース２０の内部を蛇行するように流通することができる。しかも、空気Ｆが燃料電池スタックケース２０の内部を蛇行することで、水素含有ガスが特に滞留しやすい、燃料電池スタックケース２０の上方角部を流通することができる。
【００４５】
（ガイド板の作用、車両停止時）
燃料電池自動車１の停止時には、燃料電池スタックケース２０の内部を走行風が流通しないため、水素含有ガスが換気されずに燃料電池スタックケース２０の内部に滞留するおそれがある。ここで、燃料電池スタックケース２０の上方に配置された水素センサ３５の検出値が所定値以上となった場合には、保護動作としてラジエータファン７を駆動して強制換気を行う。
具体的には、ラジエータファン７を駆動して空気Ｆを送風する。このとき、ラジエータファン７の送風方向の下流側には、燃料電池スタックケース２０の吸気口２８が設けられている。したがって、ラジエータファン７により送風された空気Ｆは、シュラウド９およびインテークダクト４０を介して、燃料電池スタックケース２０の内部に導入される。その後、車両走行時と同様に、ラジエータファン７により送風された空気Ｆは、燃料電池スタックケース２０の上方において、ガイド板３０の表面に沿って燃料電池スタックケース２０の内部を蛇行するように流通することができる。
【００４６】
なお、燃料電池スタックケース２０の内部を流通する空気Ｆの流通経路において、最下流側となる排気口２９付近に水素センサ３５を設けているので、燃料電池スタックケース２０の内部からの水素含有ガスの排気の完了を判定できる。
したがって、水素センサ３５の検出値が所定値未満となった場合には、保護動作としてのラジエータファン７による強制換気を停止する。このように、水素センサ３５を設けているので、ラジエータファン７による強制換気を適切なタイミングで停止させることができる。
【００４７】
（実施形態の変形例）
図７は、実施形態の変形例における燃料電池スタックケース２０である。なお、図７では、図６と同様に、ケースカバー２５の上壁２７の図示を省略し、燃料電池スタック１０およびデバイスユニット１１を二点鎖線で図示している。
実施形態の燃料電池スタックケース２０は、空気Ｆを蛇行させるガイド板３０が一枚設けられていた（図６参照）。
これに対して、図７に示すように、実施形態の変形例における燃料電池スタックケース２０は、空気Ｆを蛇行させるガイド板３０が複数枚設けられている点で、実施形態の燃料電池スタックケース２０とは異なっている。なお、実施形態と同様の構成部分については説明を省略する。
【００４８】
図７に示すように、ケースカバー２５の上壁２７（図５参照）は、複数枚（本変形例では３枚）のガイド板３０（３０ａ〜３０ｃ）を備えている。
複数のガイド板３０（３０ａ〜３０ｃ）は、空気Ｆの流通方向の上流側から下流側（すなわち、前方から後方）に向かって、第一のガイド板３０ａ、第二のガイド板３０ｂ、第三のガイド板３０ｃの順に、それぞれ左右方向に沿って略平行に配置されている。各ガイド板３０ａ〜３０ｃの左右方向の長さは、ケースカバー２５の左壁２６ｃと右壁２６ｄとの離間距離よりも若干短く形成されている。
【００４９】
空気Ｆの流通方向の最も上流側に配置される第一のガイド板３０ａおよび空気Ｆの流通方向の最も下流側に配置される第三のガイド板３０ｃの左側面３１ａ，３１ｃは、それぞれケースカバー２５の左壁２６ｃに対して、隙間がないように密着している。これに対して、第一のガイド板３０ａおよび第三のガイド板３０ｃの右側面３２ａ，３２ｃは、ケースカバー２５の右壁２６ｄに対して、所定の隙間を有した状態で固定されている。
また、第一のガイド板３０ａと第三のガイド板３０ｃとの間に配置される第二のガイド板３０ｂの右側面３２ｂは、ケースカバー２５の右壁２６ｄに対して、隙間がないように密着している。これに対して、第二のガイド板３０ｂの左側面３１ｂは、ケースカバー２５の左壁２６ｃに対して、所定の隙間を有した状態で固定されている。
このように各ガイド板３０ａ〜３０ｃを配置することで、吸気口２８から導入された空気Ｆは、燃料電池スタックケース２０の上方において、各ガイド板３０ａ〜３０ｃに沿って、燃料電池スタックケース２０の内部を複数回（本変形例では二回）蛇行するように流通できる。
【００５０】
（効果）
燃料電池スタック１０から漏洩する水素含有ガスは、空気よりも比重が小さい。したがって、水素含有ガスは、燃料電池スタック１０から漏洩した後、燃料電池スタック１０の重力方向上方に移動して、燃料電池スタックケース２０の内部に滞留する傾向にある。本実施形態および実施形態の変形例によれば、燃料電池スタック１０の重力方向上方と燃料電池スタックケース２０との間において、燃料電池スタックケース２０の上壁２７に、空気を蛇行させるガイド板３０を備えているので、燃料電池スタック１０の重力方向上方において、吸気口２８から導入された空気Ｆを、燃料電池スタックケース２０の内部の広範囲にわたって流通させて排気口２９に案内できる。これにより、燃料電池スタック１０の重力方向上方に存在する水素含有ガスを良好に換気できるので、燃料電池スタックケース２０の内部を広範囲にわたって効率よく換気できる。
【００５１】
また、燃料電池スタック１０の重力方向上方の吸気口２８から導入された空気Ｆは、燃料電池スタック１０の重力方向上方で蛇行して広範囲にわたって流通した後、燃料電池スタック１０の重力方向上方の排気口２９から排出される。したがって、燃料電池スタックケース２０の内部を流通する空気Ｆは、水素含有ガスが存在しやすい燃料電池スタック１０の重力方向上方のみを集中的に流通できる。これにより、少ない空気Ｆの流通量で、燃料電池スタックケース２０の内部を広範囲にわたってさらに効率よく換気できる。
【００５２】
また、排気口２９付近に水素センサ３５を設けているので、燃料電池スタックケース２０の内部から排出される空気Ｆにおける水素含有ガスの有無を検出できる。これにより、燃料電池スタック１０からの水素の漏れ量を監視できるとともに、ラジエータファン７による強制換気等の所定の保護動作を行うことができる。
また、排気口２９は、燃料電池スタックケース２０の内部を流通する空気Ｆの流通経路において最下流側となるので、燃料電池スタックケース２０の内部からの水素含有ガスの排気の完了を判定できる。したがって、所定の保護動作を適切なタイミングで停止させることができる。
【００５３】
また、燃料電池スタックケース２０の吸気口２８がラジエータファン７の送風方向の下流側に設けられているので、ラジエータファン７を駆動することで、燃料電池スタックケース２０の吸気口２８から内部に空気Ｆを導入し、燃料電池スタックケース２０の内部を強制的に換気できる。したがって、走行風が発生しない燃料電池自動車１の停止時においても、ラジエータファン７を駆動し、燃料電池スタックケース２０の内部を素早く換気できる。また、従来から燃料電池スタック１０等の冷却用に設けられていたラジエータファン７を用いることで、燃料電池スタックケース２０の内部を強制的に換気するシステムを低コストに形成できる。
【００５４】
なお、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００５５】
実施形態および実施形態の変形例では、燃料電池スタックケース２０の吸気口２８および排気口２９を左方に配置し、前方および後方に開口するように設けていたが、吸気口２８および排気口２９の位置および開口方向はこれに限定されることはない。例えば、インテークダクト４０およびエキゾーストダクト５０の取り回しによっては、左右方向に開口するように吸気口２８および排気口２９を設けてもよい。
【００５６】
実施形態および実施形態の変形例では、エキゾーストダクト５０のダクト排気口５３がモータルーム２よりも後方であって、ワイパモータ６１よりも左方に配置されていたが、ダクト排気口５３の配置位置はこれに限定されることはない。ダクト排気口５３の配置位置は、ワイパモータ６１等の電装部品や、エアコン吸気用ダクト６３から離間した位置であればよい。これにより、燃料電池スタックケース２０の内部の空気を速やかに外部に排気できる。
【００５７】
ガイド板３０（３０ａ〜３０ｂ）の形状や個数、位置等は、実施形態および実施形態の変形例に限定されない。例えば、ガイド板３０を四枚以上設けることにより、燃料電池スタックケース２０の内部における空気Ｆの流通経路をさらに長く確保してもよい。
また、実施形態および実施形態の変形例では、ガイド板３０を燃料電池スタックケース２０におけるケースカバー２５の上壁２７に形成しているが、例えば、燃料電池スタック１０の上面にガイド板３０を形成してもよい。
【００５８】
実施形態および実施形態の変形例では、水素センサ３５が上下方向で排気口２９以上の高さであって、排気口２９よりも右方（空気Ｆの流通経路の最下流側）に一個配置されていたが、水素センサ３５の配置や個数は、実施形態および実施形態の変形例に限定されない。例えば、燃料電池スタックケース２０の内部における空気Ｆの流通経路の中間付近に、水素センサ３５を複数個設けてもよい。ただし、空気Ｆの流通経路の最下流側に一個の水素センサを配置することで、燃料電池スタックケース２０の内部から排気される空気Ｆの最大水素濃度を精度よく検出できる。したがって、少ないセンサ数で高精度に最大水素濃度を検出できる点で、実施形態および実施形態の変形例に優位性がある。
【符号の説明】
【００５９】
１・・・燃料電池自動車（車両）
７・・・ラジエータファン
１０・・・燃料電池スタック
２０・・・燃料電池スタックケース
２８・・・吸気口
２９・・・排気口
３０・・・ガイド板
３５・・・水素センサ（燃料ガスセンサ）
Ｆ・・・空気
【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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【図７】
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