(57)【要約】【課題】燃料電池モジュールにおいて、ケースとシール部材との隙間における水の滞留によるケースの腐食を抑制する。【解決手段】燃料電池モジュールは、車両の床下に配置された燃料電池モジュールであって；燃料電池を含む高電圧部と；アルミニウムまたはアルミニウム合金から成り、前記高電圧部の少なくとも一部を収容するケースと；前記ケースとは異なる他の部品と前記ケースとの間に挟まれたガスケットと；を備え、前記ケースの表面のうち少なくとも前記ガスケットに接触する表面にアルマイトが形成されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の床下に配置された燃料電池モジュールであって、
燃料電池を含む高電圧部と、
アルミニウムまたはアルミニウム合金から成り、前記高電圧部の少なくとも一部を収容するケースと、
前記ケースとは異なる他の部品と前記ケースとの間に挟まれたガスケットと
を備え、
前記ケースの表面のうち少なくとも前記ガスケットに接触する表面にアルマイトが形成されている、燃料電池モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池モジュールであって、
前記ケースは、前記ガスケットが嵌まる溝部を有し、
前記ケースの表面のうち少なくとも前記溝部の表面にアルマイトが形成されている、燃料電池モジュール。
【請求項３】
請求項１または２に記載の燃料電池モジュールであって、
前記ケースには、アルミニウムまたはアルミニウム合金から成る部材が圧入される圧入孔を有し、
前記ケースの表面のうち更に前記圧入孔の表面にアルマイトが形成されている、燃料電池モジュール。
【請求項４】
前記ケースに形成されているアルマイトには封孔処理が施されている、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の燃料電池モジュール。
【請求項５】
前記ケースの内側における表面の少なくとも一部に、アルマイトが形成されている、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の燃料電池モジュール。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の燃料電池モジュールを備える車両であって、
前記燃料電池モジュールは、前記車両の車体における床部の重力方向下側に設けられている、車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池モジュールは、燃料電池を含む高電圧部と、高電圧部を収納するケースとを備える。特許文献１には、シール部材を介して他の部材をケースに取り付ける構造について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−００４２７０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の燃料電池モジュールでは、ケースとシール部材との隙間に、水が浸入した後、その隙間に水が滞留することによって、ケースに腐食（いわゆる隙間腐食）が発生する虞があるという課題があった。そのため、ケースとシール部材との隙間における水の滞留によるケースの腐食を抑制することが可能な技術が望まれていた。
【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、燃料電池モジュールが提供される。この燃料電池モジュールは、車両の床下に配置された燃料電池モジュールであって；燃料電池を含む高電圧部と；アルミニウムまたはアルミニウム合金から成り、前記高電圧部の少なくとも一部を収容するケースと；前記ケースとは異なる他の部品と前記ケースとの間に挟まれたガスケットと；を備え、前記ケースの表面のうち少なくとも前記ガスケットに接触する表面にアルマイトが形成されている。鋭意研究の結果、アルミニウムまたはアルミニウム合金への防錆処理は、アルマイト処理が最も効果が高いことを見出し、この形態によれば、ケースの表面のうち水が滞留しやすい部位としてガスケットに接触する表面に、アルミニウムおよびアルミニウム合金より防錆性に優れたアルマイトが形成されているため、水の滞留によるケースの腐食を抑制できる。
【０００７】
（２）上記形態の燃料電池モジュールにおいて、前記ケースは、前記ガスケットが嵌まる溝部を有し；前記ケースの表面のうち少なくとも前記溝部の表面にアルマイトが形成されていてもよい。この形態によれば、ケースの表面のうち水が滞留しやすい部位としてガスケットが嵌まる溝部の表面に、アルミニウムおよびアルミニウム合金より防錆性に優れたアルマイトが形成されているため、水の滞留によるケースの腐食を抑制できる。
【０００８】
（３）上記形態の燃料電池モジュールにおいて、前記ケースには、アルミニウムまたはアルミニウム合金から成る部材が圧入される圧入孔を有し；前記ケースの表面のうち更に前記圧入孔の表面にアルマイトが形成されていてもよい。この形態によれば、ケースの表面のうち水が滞留しやすい部位として圧入孔の表面に、アルミニウムおよびアルミニウム合金より防錆性に優れたアルマイトが形成されているため、水の滞留によるケースの腐食を抑制できる。また、ケースと同種材料から成る部材が圧入される圧入孔の表面に、アルミニウムおよびアルミニウム合金より耐摩耗性に優れたアルマイトが形成されているため、同種材料から成る部材同士を圧入する際に発生しやすい凝着摩擦を抑制できる。
【０００９】
（４）上記形態の燃料電池モジュールにおいて、前記ケースに形成されているアルマイトには封孔処理が施されていてもよい。この形態によれば、アルマイトが形成された表面の防錆性を向上させることができる。したがって、水の滞留によるケースの腐食をいっそう抑制できる。
【００１０】
（５）上記形態の燃料電池モジュールにおいて、前記ケースの内側における表面の少なくとも一部に、アルマイトが形成されていてもよい。この形態によれば、アルミニウムおよびアルミニウム合金より絶縁性に優れたアルマイトがケースの内側における表面に形成されているため、ケースの内側においてアルマイトが形成された表面に高電圧部が接触した場合、高電圧部からケースへの漏電を防止できる。
【００１１】
（６）本発明の一形態である前述の燃料電池モジュールを備える車両において、前記燃料電池モジュールは、前記車両の車体における床部の重力方向下側に設けられている。この形態によれば、車両のうち水がかかりやすい床部の重力方向下側に配置された燃料電池モジュールにおける水の滞留によるケースの腐食を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】車両の概略構成を示す説明図である。
【図２】車両の断面形状を示す断面図である。
【図３】燃料電池モジュールの外観構成を示す説明図である。
【図４】燃料電池モジュールの断面図である。
【図５】燃料電池モジュールの部分拡大図である。
【図６】マウント部材が圧入されたマウント部を示す説明図である。
【図７】マウント部材をマウント部へ圧入する様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、車両１０の概略構成を示す説明図である。図２は、車両１０の断面形状を示す断面図である。図２には、図１の矢視Ｆ２−Ｆ２から見た車両１０の断面が示されている。図１には、相互に直交するＸＹＺ軸が図示されている。図１のＸＹＺ軸におけるＸ軸は、車両１０を後方から見た場合に車両１０の左側から車両１０の右側に向かう座標軸である。図１のＸＹＺ軸におけるＹ軸は、車両１０の前方から後方に向かう座標軸である。図１のＸＹＺ軸におけるＺ軸は、重力方向の下方から上方に向かう座標軸である。図１のＸＹＺ軸は、他の図におけるＸＹＺ軸に対応する。
【００１４】
車両１０は、車体１２と、燃料電池モジュール１００とを備える。車両１０は、燃料電池モジュール１００で生成した電力を用いて走行する。
【００１５】
車両１０の車体１２は、車両１０の外殻を構成する。車体１２には、座席２０，２２，２４、並びに、車輪３２，３４，３６，３８が設けられている。
【００１６】
座席２０，２２，２４は、乗客が着席可能に構成されている。座席２０は、車体１２の右側（＋Ｘ軸方向側）に位置する。座席２２は、車体１２の左側（−Ｘ軸方向側）に位置する。座席２４は、座席２０および座席２２より後方（＋Ｙ軸方向側）に位置する。
【００１７】
車輪３２，３４，３６，３８は、燃料電池モジュール１００で生成された電力を用いて駆動される。他の実施形態では、車両１０の駆動輪は、前方に位置する車輪３２，３４のみであってもよいし、後方に位置する車輪３６，３８のみであってもよい。
【００１８】
車両１０の車体１２は、薄板を成型した床部１４を備える。床部１４の重力方向下側（−Ｚ軸方向側）には、燃料電池モジュール１００が設けられている。
【００１９】
車両１０の燃料電池モジュール１００は、燃料電池スタック１１０を収納した装置である。燃料電池スタック１１０は、反応ガスの電気化学反応によって発電する複数のセルを積層したスタック構造を有する。本実施形態では、燃料電池スタック１１０は、水素ガスおよび空気の供給を受けて、水素と酸素との電気化学反応によって発電する。本実施形態では、燃料電池モジュール１００は、燃料電池スタック１１０の他、燃料電池スタック１１０に水素および空気を供給する種々の補機を備える。
【００２０】
図３は、燃料電池モジュール１００の外観構成を示す説明図である。図４は、燃料電池モジュール１００の断面図である。図４には、図３の矢視Ｆ４−Ｆ４から見た燃料電池モジュール１００の断面が示されている。図５は、燃料電池モジュール１００の部分拡大図である。
【００２１】
燃料電池モジュール１００は、ケース１２０と、ボルト１５０と、ガスケット１６０と、カバー１７０と、マウント部材２００とを備える。
【００２２】
燃料電池モジュール１００のケース１２０は、燃料電池スタック１１０を含む高電圧部の少なくとも一部を収容する。本実施形態では、ケース１２０は、燃料電池スタック１１０の全体を収容する。他の実施形態では、ケース１２０は、燃料電池スタック１１０とは異なる高電圧部（例えば、リレー、バスバーなど）を収容してもよい。本実施形態では、ケース１２０は、アルミニウム合金から成る。他の実施形態では、ケース１２０は、アルミニウムから成ってもよい。
【００２３】
ケース１２０は、ケース本体部１２１と、フランジ部１２２と、マウント部１２８とを備える。
【００２４】
ケース１２０のケース本体部１２１は、−Ｚ軸方向に開口部を有する箱状を成す部位である。ケース本体部１２１の内側には、燃料電池スタック１１０が収容される。ケース本体部１２１は、面１４１と、面１４２とを有する。ケース本体部１２１の面１４１は、ケース１２０の外側を向いた面である。ケース本体部１２１の面１４２は、ケース１２０の内側を向いた面である。本実施形態では、ケース本体部１２１の面１４１，１４２には、アルマイトが形成されている。他の実施形態では、ケース本体部１２１の面１４１，１４２には、アルマイトが形成されていなくてもよい。
【００２５】
ケース１２０のフランジ部１２２は、ケース本体部１２１の−Ｚ軸方向側の端部からＹ軸方向に沿って外側に突出した部位である。フランジ部１２２は、面１４３と、面１４４と、面１４５とを有する。フランジ部１２２の面１４３は、＋Ｚ軸方向を向いた面である。フランジ部１２２の面１４４は、＋Ｙ軸方向側では＋Ｙ軸方向を向いた面であり、−Ｙ軸方向側では−Ｙ軸方向を向いた面である。フランジ部１２２の面１４５は、−Ｚ軸方向を向いた面である。本実施形態では、フランジ部１２２の面１４３，１４４，１４５には、アルマイトが形成されている。他の実施形態では、フランジ部１２２の面１４３，１４４，１４５には、アルマイトが形成されていなくてもよい。
【００２６】
フランジ部１２２には、溝部１３０が形成されている。フランジ部１２２の溝部１３０は、面１４５から＋Ｚ軸方向に窪んでいる。溝部１３０には、ガスケット１６０が嵌まる。溝部１３０の表面のうち、ガスケット１６０に接触する表面には、アルマイトが形成されている。本実施形態では、溝部１３０に形成されているアルマイトには封孔処理が施されている。
【００２７】
本実施形態では、溝部１３０は、面１３０ａ、面１３０ｂ、面１３０ｃの３つの面を有する。溝部１３０の面１３０ｂは、−Ｚ軸方向を向いた面であり、面１３０ａおよび面１３０ｃは、Ｙ軸方向を向いて相互に対向する面である。本実施形態では、溝部１３０の面１３０ａ，１３０ｂ、１３０ｃには、アルマイトが形成されている。他の実施形態では、溝部１３０は、２つの面および４つ以上の面から成ってもよいし、少なくとも一部に曲面を含んでもよい。
【００２８】
フランジ部１２２には、雌ネジ部１３２が形成されている。雌ネジ部１３２は、面１４５から＋Ｚ軸方向に形成されている。雌ネジ部１３２は、ボルト１５０と螺合可能に構成されている。本実施形態では、雌ネジ部１３２の表面には、アルマイトが形成されていない。他の実施形態では、雌ネジ部１３２の表面には、アルマイトが形成されていてもよい。
【００２９】
燃料電池モジュール１００のボルト１５０は、雌ネジ部１３２と螺合可能に構成されている。本実施形態では、ボルト１５０は、アルミニウム合金から成る。他の実施形態では、ボルト１５０は、アルミニウムから成ってもよい。
【００３０】
燃料電池モジュール１００のガスケット１６０は、ケース１２０とカバー１７０との間に挟まれるシール部材である。ガスケット１６０によって、ケース１２０とカバー１７０との間は密閉される。本実施形態では、ガスケット１６０は、溝部１３０に嵌まり込む形状を成す。本実施形態では、ガスケット１６０は、溝部１３０側に突出した２列の突出部と、カバー１７０側に突出した２列の突出部とを有する。本実施形態では、ガスケット１６０は、絶縁性および弾性を有するゴム（例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴムなど）から成る。
【００３１】
燃料電池モジュール１００のカバー１７０は、ケース１２０の開口部を覆う形状を成す。カバー１７０は、ケース１２０とともに燃料電池スタック１１０を収容する。カバー１７０は、ケース１２０とは異なる別のパーツ（部品）である。本実施形態では、カバー１７０は、ボルト１５０を貫通させる貫通孔１７２を有する。本実施形態では、カバー１７０は、貫通孔１７２を通じてボルト１５０をケース１２０の雌ネジ部１３２に嵌めることによって、ケース１２０に固定される。本実施形態では、カバー１７０は、鉄合金から成る。
【００３２】
図６は、マウント部材２００が圧入されたマウント部１２８を示す説明図である。図７は、マウント部材２００をマウント部１２８へ圧入する様子を示す説明図である。図６および図７には、図３の矢視Ｆ６−Ｆ６から見たマウント部１２８の断面が示されている。
【００３３】
ケース１２０のマウント部１２８は、ケース１２０の外縁に設けられている。マウント部１２８は、圧入孔１３４を有する。圧入孔１３４には、燃料電池モジュール１００を車体１２に締結するためのマウント部材２００が圧入される。本実施形態では、マウント部１２８は、ケース１２０における外縁の＋Ｙ軸方向側に２つと、ケース１２０における外縁の−Ｙ軸方向側に１つ（図示しない）設けられている。
【００３４】
マウント部１２８は、面１４６と、面１４７と、面１４８とを有する。マウント部１２８の面１４６は、＋Ｚ軸方向を向いた面である。マウント部１２８の面１４７は、Ｚ軸に沿った面である。マウント部１２８の面１４８は、−Ｚ軸方向を向いた面である。本実施形態では、マウント部１２８の面１４６，１４７，１４８には、アルマイトが形成されている。他の実施形態では、マウント部１２８の面１４６，１４７，１４８には、アルマイトが形成されていなくてもよい。
【００３５】
本実施形態では、圧入孔１３４の表面には、アルマイトが形成されている。本実施形態では、圧入孔１３４に形成されているアルマイトには封孔処理が施されている。
【００３６】
燃料電池モジュール１００のマウント部材２００は、圧入孔１３４に圧入可能に構成されている。マウント部材２００は、外側筒部２１０と、弾性筒部２２０と、内側筒部２３０とを備える。
【００３７】
マウント部材２００の外側筒部２１０は、筒状を成す部材である。外側筒部２１０は、圧入孔１３４の表面と接触する。外側筒部２１０は、アルミニウム合金から成る。他の実施形態では、外側筒部２１０は、アルミニウムから成ってもよい。
【００３８】
マウント部材２００の弾性筒部２２０は、電気絶縁性を有する筒状の部材である。弾性筒部２２０は、外側筒部２１０と内側筒部２３０との間に嵌め込まれている。本実施形態では、弾性筒部２２０は、ゴムから成る。
【００３９】
マウント部材２００の内側筒部２３０は、筒状を成す部材である。内側筒部２３０は、弾性筒部２２０の内側に圧入されている。本実施形態では、内側筒部２３０は、アルミニウム合金から成る。
【００４０】
以上説明した実施形態によれば、ケース１２０の表面のうち水が滞留しやすい部位としてガスケット１６０に接触する表面に、アルミニウムおよびアルミニウム合金より防錆性に優れたアルマイトが形成されているため、水の滞留によるケース１２０の腐食を抑制できる。
【００４１】
また、ケース１２０の表面のうち水が滞留しやすい部位としてガスケット１６０が嵌まる溝部１３０の面１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃに、アルミニウムおよびアルミニウム合金より防錆性に優れたアルマイトが形成されているため、水の滞留によるケース１２０の腐食を抑制できる。
【００４２】
また、ケース１２０の表面のうち水が滞留しやすい部位として圧入孔１３４の表面に、アルミニウムおよびアルミニウム合金より防錆性に優れたアルマイトが形成されているため、水の滞留によるケース１２０の腐食を抑制できる。また、ケース１２０と同種材料から成るマウント部材２００の外側筒部２１０が圧入される圧入孔１３４の表面に、アルミニウムおよびアルミニウム合金より耐摩耗性に優れたアルマイトが形成されているため、同種材料から成る部材同士を圧入する際に発生しやすい凝着摩擦を抑制できる。
【００４３】
また、ケース１２０に形成されているアルマイトには封孔処理が施されているため、アルマイトが形成された表面の防錆性を向上させることができる。したがって、水の滞留によるケース１２０の腐食をいっそう抑制できる。
【００４４】
また、アルミニウムおよびアルミニウム合金より絶縁性に優れたアルマイトがケース１２０の内側における面１４２に形成されているため、ケース１２０の内側においてアルマイトが形成された面１４２に高電圧部が接触した場合、高電圧部からケース１２０への漏電を防止できる。
【００４５】
また、車両１０のうち水がかかりやすい床部１４の重力方向下側に配置された燃料電池モジュール１００における水の滞留によるケース１２０の腐食を防止できる。
【００４６】
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。
【００４７】
ケース１２０においてアルマイトが形成されている表面は、ケース１２０のうち少なくともガスケット１６０に接触する表面であればよく、ケース１２０の表面の全域であっても、ケース１２０の表面の一部であってもよい。ガスケット１６０が配置される部位は、溝部１３０に限らず、フランジ部１２２の面１４５であってもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１０…車両
１２…車体
１４…床部
２０，２２，２４…座席
３２，３４，３６，３８…車輪
１００…燃料電池モジュール
１１０…燃料電池スタック
１２０…ケース
１２１…ケース本体部
１２２…フランジ部
１２８…マウント部
１３０…溝部
１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ…面
１３２…雌ネジ部
１３４…圧入孔
１４１，１４２，１４３，１４４，１４５…面
１４６，１４７，１４８…面
１５０…ボルト
１６０…ガスケット
１７０…カバー
１７２…貫通孔
２００…マウント部材
２１０…外側筒部
２２０…弾性筒部
２３０…内側筒部
【図１】
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【図２】
2016091940.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2016091940.tif 000007
【図６】
2016091940.tif 000008
【図７】
2016091940.tif 000009