(57)【要約】【課題】燃料電池システムに用いられる複数の流体管路の取り扱いを容易にすることである。【解決手段】燃料電池システム２０において、車両の前方側から後方側に向かって、燃料電池スタック２２、３つのシャット弁３０、加湿モジュール２４、電磁弁収納ボックス５０の順に配置される。電磁弁収納ボックス５０は、シャット弁３０の作動に用いられる複数の電磁弁が収納され、複数の流体管路８０によってシャット弁３０等と接続される。流体管路一体化パネル９０は、矩形形状の平面形状を有し内部が中空の扁平直方体筐体であるパネル筐体に複数の流体管路８０が一体的に固定されたものである。流体管路一体化パネルは、加湿モジュール２４の上面部に固定配置される。【選択図】図２
2009199790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池スタックまたは燃料電池用補機に用いられる複数の流体制御バルブのそれぞれと、流体制御バルブに作動流体を供給する複数の作動弁のそれぞれとを接続する複数の流体管路と、
複数の流体管路を一体的に組み込むパネル筐体と、
を有することを特徴とする流体管路一体化パネル。
【請求項２】
請求項１に記載の流体管路一体化パネルにおいて、
パネル筐体は、矩形形状の平面形状を有し、内部が中空の扁平直方体筐体であり、
複数の流体管路は、相互に平行に直線的に延伸し、それぞれの両端部は、パネル筐体の向かい合う両側面にそれぞれ一体的に固定されることを特徴とする流体管路一体化パネル。
【請求項３】
請求項１または２に記載の流体管路一体化パネルにおいて、
パネル筐体は、
発熱源を内蔵し、発熱源によって暖められるバッファ空間を有している容器体に取付けられることを特徴とする流体管路一体化パネル。
【請求項４】
請求項３に記載の流体管路一体化パネルにおいて、
パネル筐体は、
開口を有する容器体の蓋として、容器体の開口を覆うことを特徴とする流体管路一体化パネル。
【請求項５】
請求項３に記載の流体管路一体化パネルにおいて、
容器体は加湿モジュールであることを特徴とする流体管路一体化パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体管路一体化パネルに係り、特に、燃料電池スタックまたは燃料電池用補機に用いられる複数の流体制御バルブのそれぞれと、流体制御バルブに作動流体を供給する複数の電磁弁のそれぞれとを接続する複数の流体管路についての流体管路一体化パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
環境に与える影響が少ないことから、車両に燃料電池の搭載が行われている。燃料電池は、例えば燃料電池スタックのアノード側に水素等の燃料ガスを供給し、カソード側に酸素を含む酸化ガス、例えば空気を供給し、電解質膜を通しての電池化学反応によって必要な電力を取り出す。また、この電池化学反応によって燃料電池は発熱する。したがって、燃料電池にはその周辺機器として、燃料ガス、酸化ガスを供給するためコンプレッサやポンプ、冷却水用のポンプ等が用いられる。これらの周辺機器は、燃料電池量の補機と呼ばれる。したがって、燃料電池システムの運転は、燃料電池スタック及び補機において、燃料ガス、酸化ガス、冷却水等の流体の圧力や流量等を調整制御して行われる。そして、これらの流体の圧力、流量の制御のために、流体制御弁や電磁制御弁等が用いられる。
【０００３】
流体制御弁は、対象流体の流量等を調整するために、別の流体の圧力によって制御を行うものである。代表的には、圧力室の内圧を調整することで、対象流体の流路の開閉を制御するいわゆるシャット弁がある。例えば、酸化ガスの流路を開閉するために用いられるシャット弁は、圧力室の内圧に応じて、シリンダを移動させ、酸化ガスの流路を開閉する。例えば、圧力室に加圧空気を供給してシリンダを一方方向に移動させ、あるいは、圧力室を大気開放してシリンダを他方方向に移動させ、これによって酸化ガスの流路を開閉することができる。圧力室に加圧空気を供給するか大気開放圧を供給するかの制御は、電磁制御弁によって行うことができる。
【０００４】
このように、燃料電池システムには、燃料電池スタックの他に多くの流体制御弁が用いられ、また、これらの流体制御弁のために多くの電磁弁が設けられる。そして、複数の流体制御弁とこれらに対応する複数の電磁弁との間を接続するために、複数の流体管路が設置される。これらの複数の流体管路は、径が小さく薄い肉厚の管路であるため、燃料電池システムの他の要素で、剛性のあるものに取付けて配置されることが多い。例えば、加湿モジュールの外側壁面に沿って配置される。
【０００５】
本発明に関連して、特許文献１には、燃料電池システムの加湿器として、中空糸膜モジュールの両端をボンディング材によって固定し、樹脂層によって全体を覆い、その外側に一定の空気層の断熱用空間を開けて金属製外壁層を設ける構成が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２０７４５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、複数の流体制御弁とこれらに対応する複数の電磁弁との間を接続するために、複数の流体管路が設置されるが、このために配管パイプ、接続部品、組付部品等の多くの部品を要し、組立および組付に多くの工数を必要とする。また、上記のように、これらの複数の流体管路は、径が小さく薄い肉厚の管路であるため、管路内の結露や水入りによって凍結閉塞しやすい。
【０００８】
本発明の目的は、複数の流体管路の設置を容易とする流体管路一体化パネルを提供することである。他の目的は、流体管路の凍結を防止できる流体管路一体化パネルを提供することである。また、他の目的は、加湿モジュールの剛性を向上させることができる流体管路一体化パネルを提供することである。また、他の目的は、加湿モジュールの断熱性を向上させることができる流体管路一体化パネルを提供することである。以下の手段は、これらの目的の少なくとも１つに貢献する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る流体管路一体化パネルは、燃料電池スタックまたは燃料電池用補機に用いられる複数の流体制御バルブのそれぞれと、流体制御バルブに作動流体を供給する複数の作動弁のそれぞれとを接続する複数の流体管路と、複数の流体管路を一体的に組み込むパネル筐体と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る流体管路一体化パネルにおいて、パネル筐体は、矩形形状の平面形状を有し、内部が中空の扁平直方体筐体であり、複数の流体管路は、相互に平行に直線的に延伸し、それぞれの両端部は、パネル筐体の向かい合う両側面にそれぞれ一体的に固定されることが好ましい。
【００１１】
また、本発明に係る流体管路一体化パネルにおいて、パネル筐体は、発熱源を内蔵し、発熱源によって暖められるバッファ空間を有している容器体に取付けられることが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係る流体管路一体化パネルにおいて、パネル筐体は、開口を有する容器体の蓋として、容器体の開口を覆うことが好ましい。
【００１３】
また、本発明に係る流体管路一体化パネルにおいて、容器体は加湿モジュールであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成により、流体管路一体化パネルは、パネル筐体に、複数の流体制御バルブのそれぞれと複数の作動弁のそれぞれとを接続する複数の流体管路を一体的に組み込む。したがって、複数の流体管路を一本一本配管設置することなく、パネルを設置し、各流体バルブの接続端と作動弁の接続端とを接続することですみ、流体管路の設置が容易となる。
【００１５】
また、流体管路一体化パネルにおいて、矩形形状で内部が中空の扁平直方体のパネル筐体の中に、複数の流体管路が相互に平行に直線的に延伸して配置されて、パネル筐体の向かい合う両側面にそれぞれ一体的に固定される。これにより各流体管路がしっかりと固定配置される。
【００１６】
また、流体管路一体化パネルにおいて、パネル筐体は、発熱源を内蔵し、発熱源によって暖められるバッファ空間を有している容器体に取付けられる。これによって、流体管路の凍結を防止できる。
【００１７】
また、流体管路一体化パネルにおいて、パネル筐体は、開口を有する容器体の蓋として、容器体の開口を覆うので、容器体の一部構成要素を用いて複数の流体管路を一体的に配置できる。
【００１８】
また、流体管路一体化パネルにおいて、容器体は加湿モジュールであるので、加湿モジュールの剛性を向上させることができ、また、加湿モジュールは発熱源でもあるので、流体管路の凍結を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下では、管路一体化パネルを用いる燃料電池システムがハイブリッド車両に搭載されるものとして説明するが、ハイブリッド車両以外の車両、例えばエンジンを搭載しない電気自動車であってもよい。また、燃料電池システムは、車両に搭載されるもの以外、例えば、定置型の燃料電池システムであってもよい。また、燃料電池システムが車両に搭載される場合に、車室の床下に配置されるものとして説明するが、これは一例であって、車両の他の部位に燃料電池システムが配置されるものとしてもよい。
【００２０】
また、以下では、燃料電池システム用の流路管路一体化パネルには、合計９個の流体管路が収納されるものとして説明するが、個数は例示であって、これ以外の個数であってもよい。また、以下では、９本の流体管路のうち８本が流体制御弁であるシャット弁と、作動弁である電磁弁との間に設けられる流体管路とし、残る１本が大気開放パイプであるとしたが、勿論これは例示であって、流体制御弁と作動弁との間に設けられる流体管路のみとしてもよい。また、逆に、流体制御弁と作動弁との間に設けられる流体管路以外の本数が２本以上であってもかまわない。
【００２１】
また、以下では、流路管路一体化パネルが加湿モジュールに取り付けられるものとしたが、勿論、これ以外の車両構造物に取り付けるものとできる。例えば、加湿モジュール以外の発熱源構成要素としての燃料電池スタックケース体、インタクーラーケース体、希釈器等に取り付けるものとしてもよい。
【００２２】
また、燃料電池システム用の流体管路一体化パネルに接続される対象である流体制御弁をシャット弁、作動弁を電磁弁として説明するが、シャット弁以外の流体制御弁、例えば流量制御弁あるいは圧力制御弁であってもよく、また、電磁弁以外の作動弁、例えば、流体制御弁等であってもよい。
【００２３】
図１は、車両１０に搭載された燃料電池システム２０の様子を示す図である。ここでは、燃料電池システム２０を構成するものとして、燃料電池スタック２２、加湿モジュール２４、シャット弁３０、電磁弁収納ボックス５０、流体管路一体化パネル９０が示されている。図１に示されるように、燃料電池システム２０は、車両１０の下部、すなわち車室の床下に配置される。したがって、燃料電池システムの流体管路等は、例えば、管路内の水分が凍結する等、外気の影響を受けやすい環境にあることになる。
【００２４】
図２は、燃料電池システム２０の構成を示す図で、特に流体管路一体化パネル９０に関連する要素等の配置関係を示す図である。ここでは、燃料電池システム２０を構成する要素のうち、燃料電池スタック２２、加湿モジュール２４、希釈器２８、マフラー２９、シャット弁３０、電磁弁収納ボックス５０が図示されている。ここではシャット弁３０として、供給シャット弁３２、排気シャット弁３４、加湿モジュールバイパスシャット弁３６の３つが図示されている。なお、以後では、３つのシャット弁の全体、あるいは一般的にシャット弁を示すときはシャット弁３０とし、個別のシャット弁を示すときは、供給シャット弁３２、排気シャット弁３４、加湿モジュールバイパスシャット弁３６と明示するものとする。
【００２５】
これらの各要素の間は、燃料ガス、酸化ガス、使用済みガス、シャット弁３０の作動流体等のための各種の流体管路が配管されるが、図２では、各要素が分かりやすいように、流体管路８０を除いて配管接続が破断して示されている。なお、図２には、車両の床下メンバー１２、１４、１６が示されている。燃料電池システム２０の各要素は、この床下メンバー１２、１４、１６等に取り付けられ、車両に搭載される。
【００２６】
図２には、車両の前方方向と右側方向が矢印で示されている。すなわち、車両の前方側から後方側に向かって、燃料電池スタック２２、シャット弁３０、加湿モジュール２４、電磁弁収納ボックス５０の順に配置される。また、シャット弁３０、加湿モジュール２４、電磁弁収納ボックス５０は、車両の前方に向かって左側に配置される。また、流体管路８０は、流体管路一体化パネル９０にまとめられて、車両の前後方向にほぼ平行に、加湿モジュール２４の上側面に沿って整列配置される。流体管路一体化パネル９０の詳細については後述する。
【００２７】
図３は、燃料電池システム２０の流体流路系を説明する図である。燃料電池システム２０は、燃料電池セルが複数積層されて燃料電池スタック２２と呼ばれる燃料電池本体及び、燃料電池スタック２２のアノード側に配置される燃料ガス供給用の各要素と、カソード側に配置される酸化ガス供給用の各要素を含んで構成される。
【００２８】
燃料電池スタック２２は、電解質膜の両側に触媒電極層を配置したＭＥＡ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）の両外側にセパレータを配置して挟持した単電池を複数個組み合わせて積層したものである。燃料電池スタック２２は、アノード側に水素等の燃料ガスを供給し、カソード側に酸素を含む酸化ガス、例えば空気を供給し、電解質膜を通しての電池化学反応によって発電し、必要な電力を取り出す機能を有する。
【００２９】
アノード側の燃料ガスタンク２６は、水素ガス源であって、燃料ガスとしての水素を供給するタンクである。水素ガス源である燃料ガスタンク２６に接続されるレギュレータ４６は、水素ガス源である燃料ガスタンク２６からのガスを適当な圧力と流量に調整する機能を有する。レギュレータ４６の出力口に設けられる圧力計は、供給水素圧力を検出する測定器である。レギュレータ４６の出力口は燃料電池スタック２２のアノード側入口に接続され、適当な圧力と流量に調整された燃料ガスが燃料電池スタック２２に供給される。
【００３０】
燃料電池スタック２２のアノード側出口に接続される分流器４７は、アノード側出口からの排出ガスの不純物ガス濃度が高まってきたときに、排気バルブ４８を通して希釈器２８に流すためのものである。また、分流器４７の後でさらにアノード側入口との間に設けられる循環昇圧器４９は、アノード側出口から戻ってくるガスの水素分圧を高めて再びアノード側入口に戻し再利用する機能を有する水素ポンプである。
【００３１】
カソード側の酸化ガス源４０は、実際には大気を用いることができる。酸化ガス源４０である大気はフィルタを通してからエアコンプレッサ（ＡＣＰ）４２に供給される。ＡＣＰ４２は、モータによって酸化ガスを容積圧縮してその圧力を高める気体昇圧機である。またＡＣＰ４２は、その回転速度（毎分当りの回転数）を可変して、所定量の酸化ガスを提供する機能を有する。すなわち、酸化ガスの所要流量が大きいときは、モータの回転速度を上げ、逆に酸化ガスの所要流量が小さいときは、モータの回転速度を下げる。
【００３２】
ＡＣＰ４２の下流側に設けられるインタクーラは、燃料電池スタック２２を冷却するための冷媒と、酸化ガスとの間の熱交換器である。すなわち、燃料電池スタック２２の起動時等で冷却用冷媒の温度が低温のとき等には、これよりは暖かい酸化ガスによって冷却用冷媒を暖め、一方、燃料電池スタック２２が定常運転となって冷却用冷媒の温度が高くなるとき等には、これよりは低温の酸化ガスによって冷却用冷媒を冷却する機能を有する。
【００３３】
加湿モジュール２４は、酸化ガスを適度に湿らせ、燃料電池スタック２２での燃料電池反応を効率よく行わせる機能を有するもので、加湿器とも呼ばれる。加湿モジュール２４により適度に湿らせられた酸化ガスは、燃料電池スタック２２のカソード側入口に供給され、カソード側出口から排気される。このときに、排気とともに反応生成物である水も排出される。燃料電池スタック２２は反応により高温になるので、排出される水は水蒸気となっており、この水蒸気が加湿モジュール２４に戻されて、酸化ガスを適度に湿らせる。このように、加湿モジュール２４は、酸化ガスに水蒸気の水分を適当に与える機能を有するもので、いわゆる中空糸を用いたガス交換器を用いることができる。
【００３４】
ここで、上記の酸化ガス源４０と、燃料電池スタック２２のカソード側入口とを接続する流路のことを入口側流路または供給側流路と呼ぶことができる。これに対応して、燃料電池スタック２２のカソード側出口から排気側へ接続される流路を出口側流路または排気側流路と呼ぶことができる。したがって、酸化ガスの経路である酸化ガス経路は、酸化ガス源４０から加湿モジュール２４を経由して入口側流路より燃料電池スタック２２の内部に入り、出口側流路から加湿モジュール２４を経由して外気へと延びる。
【００３５】
入口側流路において加湿モジュール２４の手前に設けられる圧力計は、供給ガス圧を検出する側測定器であり、出口側流路において燃料電池スタック２２の出口のあとに設けられる圧力計は、使用済みガスの圧力、つまり排気ガス圧を検出する測定器である。また、排気ガス圧検出用圧力計の後に設けられる調圧弁４５は、背圧弁とも呼ばれるが、カソード側出口のガス圧を調整し、燃料電池スタック２２への酸化ガスの流量を調整する機能を有する弁で、例えばバタフライ弁のように流路の実効開口を調整できる弁を用いることができる。調圧弁４５の出力口は、上記の加湿モジュール２４に接続されるので、調圧弁４５を出たガスは加湿モジュール２４に水蒸気を供給した後、再び戻って、希釈器２８に入り、その後外部に排出される。
【００３６】
希釈器２８は、アノード側の排気バルブ４８からの水素混じりの排水、及び、カソード側の水蒸気混じりでさらにＭＥＡを通して漏れてくる水素混じりの排気を集め、適当な水素濃度として外部に排出するためのバッファ容器である。
【００３７】
上記入口側流路、すなわち供給側流路において、加湿モジュール２４と燃料電池スタック２２の間に設けられ接続される供給シャット弁３２は、通常は開状態で、燃料電池システム２０が運転停止したとき等に閉状態とされる開閉弁である。燃料電池システム２０が運転停止したときに供給側流路を閉じて酸化ガスの供給を止めるのは、燃料電池スタック２２に含まれる触媒層等の酸化を抑制する等のためである。
【００３８】
また、上記出口側流路、すなわち排気側流路において、燃料電池スタック２２と加湿モジュール２４との間、具体的には、調圧弁４５と加湿モジュール２４との間に設けられ接続される排気シャット弁３４は、供給シャット弁３２と同様に、通常は開状態で、燃料電池システム２０が運転停止したとき等に閉状態とされる開閉弁である。
【００３９】
また、上記入口側流路、すなわち供給側流路において、加湿モジュール２４を迂回するように、供給シャット弁３２を経由する流路と並列に加湿モジュールバイパス流路が設けられる。具体的にはインタクーラ（Ｉ／Ｃ）４４の下流側において供給側流路が分岐し、一方は、加湿モジュール２４を経由し、供給シャット弁３２を経て燃料電池スタック２２に達する主供給側流路となり、他方は、加湿モジュール２４を迂回して、供給シャット弁３２の下流側で再び主供給側流路と合流するバイパス流路となる。このバイパス流路中に配置され接続される加湿モジュールバイパスシャット弁３６は、通常は閉状態で、必要なときに開状態とされる開閉弁である。
【００４０】
供給シャット弁３２、排気シャット弁３４、加湿モジュールバイパスシャット弁３６は、前者２つが通常は開状態であり、加湿モジュールバイパスシャット弁３６が通常は閉状態であることが相違するが、ほぼ同じ構造である。これら３つをまとめてシャット弁３０と呼ぶことにすると、シャット弁３０は、圧力室の内圧に応じて作動するピストン等の可動子を有する流体制御弁である。
【００４１】
図３において、電磁弁収納ボックス５０は、供給シャット弁３２、排気シャット弁３４、加湿モジュールバイパスシャット弁３６に対して、作動流体の供給を制御するための作動弁である電磁弁７４，７６をひとまとめにして収容するボックスである。図３に示されるように、供給シャット弁３２、排気シャット弁３４、加湿モジュールバイパスシャット弁３６のそれぞれに対し、１つの三方弁である電磁弁７４と、２つの二方向弁である電磁弁７６とが用いられ、合計９つの電磁弁７４，７６が電磁弁収納ボックス５０に収容される。なお、電磁弁収納ボックス５０に設けられる外部接続部６０は、電磁弁収納ボックス５０に収納される９つの電磁弁７４，７６の各駆動コイルに接続される電気信号線が接続される接続端子部である。外部接続部６０は、図示されていない制御部に制御ケーブルで接続され、制御部の制御の下で各電磁弁７４，７６の作動が制御される。
【００４２】
９つの電磁弁７４，７６は、図３に示されるように、合計７本の流体管路８０によって、供給シャット弁３２、排気シャット弁３４、加湿モジュールバイパスシャット弁３６及びＡＣＰ４２に接続される。合計７本の内訳は、供給シャット弁３２、排気シャット弁３４、加湿モジュールバイパスシャット弁３６における２つの圧力室に対応した２本ずつの合計６本と、ＡＣＰ４２の出力側に接続される１本である。
【００４３】
また、電磁弁収納ボックス５０に設けられる呼吸ポート接続部７０は、供給シャット弁３２、排気シャット弁３４、加湿モジュールバイパスシャット弁３６の各呼吸ポートと接続される接続ポートである。呼吸ポート接続部７０は、電磁弁収納ボックス５０の内部空間に開口される。すなわち、供給シャット弁３２、排気シャット弁３４、加湿モジュールバイパスシャット弁３６の各呼吸ポートは、電磁弁収納ボックス５０の内部空間に接続され、電磁弁収納ボックス５０の内部空間の圧力が供給シャット弁３２、排気シャット弁３４、加湿モジュールバイパスシャット弁３６の各呼吸ポートに供給される。
【００４４】
また、電磁弁収納ボックス５０に設けられる大気開放ポート７２は、車両の適当な部位に延ばされて開口する大気開放パイプに接続される接続ポートである。大気開放パイプが開口する車両の適当な部位としては、例えばエンジンルーム等とすることができる。大気開放ポート７２は、呼吸ポート接続部７０と同様に、電磁弁収納ボックス５０の内部空間に開口される。したがって、電磁弁収納ボックス５０の内部空間は、大気開放パイプを介して、大気圧とされる。
【００４５】
このように、電磁弁収納ボックス５０とシャット弁との間には８本の流体管路が接続され、さらに電磁弁収納ボックス５０から大気開放パイプが延ばされる。したがって、電磁弁収納ボックス５０について、合計９本の流体管路８０が配置されることになる。図１、図２における流体管路一体化パネル９０は、この９本の流体管路８０を一体的に組み込み、加湿モジュール２４の上面に取り付け配置されるものである。
【００４６】
図４は、流体管路一体化パネル９０の詳細な構成を示す三面図である。ここで平面図は一部破断図となっている。ここで示されるように、流体管路一体化パネル９０は、矩形形状の平面形状を有する扁平直方体のパネル筐体９２に９本の流体管路８０が一体的に組み込まれているものである。このように９本の流体管路８０を一体化してまとめることで、それぞれの流体管路８０を加湿モジュール２４等に固定する場合の固定具等を削減することができる。また、９本の流体管路８０の取り扱いが容易になる。
【００４７】
パネル筐体９２は、矩形枠体を有し上方に開口を有する本体部９４と、本体部９４の上方開口を塞ぐ蓋部９６とを含んで構成される。ここで、９本の流体管路８０は、パネル筐体９２の内部空間９８において、相互に隙間間隔をおいて平行に直線的に延伸して配置される。そして、各流体管路８０の９本の流体管路は、それぞれの両端部は、本体部９４の向かい合う両側面にそれぞれ一体的に固定される。図４の例では、矩形枠体の左側面と右側面との間に９本の流体管路８０が配置され、左側面に流体管路８０の左側の部分が固定され、右側面に流体管路８０の右側の部分が固定される。
【００４８】
パネル筐体９２と９本の流体管路８０との一体化は、パネル筐体９２の本体部９４における矩形枠体の左右側面にそれぞれ各流体管路８０の外形に対応する通し穴を設け、この通し穴に各流体管路８０を通して、適当な接合手段で、パネル筐体９２と流体管路８０とを接合することで行うことができる。この後で本体部９４と蓋部９６とを適当な接合技術で接合することで、流体管路一体化パネル９０を得ることができる。接合手段としては、ロウ付け、溶接、接着材を用いる接着等を用いることができる。
【００４９】
また、パネル筐体９２を押出成形等を用いて成形し、これに各流体管路８０を圧入して一体化する方法を用いることができる。この場合には、パネル筐体９２として、内部空間を確保し、また、矩形枠体の左右側面にそれぞれ各流体管路８０の外形に対応する通し穴を設けながら、本体部と蓋部とを一体化して成形する。そして、例えば、左側面の１つの通し穴に、１本の流体管路８０の右側を圧入し、その流体管路８０をパネル筐体９２の内部空間９８を横切って右側面のほうに押し込み、次に右側面の通し穴にその流体管路８０の右側を圧入し、パネル筐体９２の右側に突き出す。これを各流体管路８０について行うことで、流体管路一体化パネル９０を得ることができる。
【００５０】
流体管路一体化パネル９０は、上記のように加湿モジュール２４の外側上面に取付固定される。取付固定は、適当な固定具、例えばボルト、ネジ等を用いることができ、また、締結バンド等を用いて加湿モジュール２４と一体的に締結してもよい。場合によっては、接着等の固定手段を用いることもできる。
【００５１】
また、流体管路一体化パネル９０は、図５に示すように、加湿モジュール２４の構成要素の一部とすることができる。図５では、加湿モジュール２４の上蓋として、流体管路一体化パネル９０が用いられる。また、別の例として、加湿モジュール２４の下蓋として、流体管路一体化パネル９０を用いることができる。あるいは、加湿モジュール２４の外殻ケースの一部に流体管路一体化パネル９０を組み込むものとしてもよい。このようにすることで、燃料電池システム２０の構成部品を減らすことができる。
【００５２】
加湿モジュール２４には、図３で説明したように、燃料電池スタック２２が運転中においては、常に酸化ガスが流され、その酸化ガスは、燃料電池スタック２２の反応熱によって室温に比べ高温となっている。そのため、低温時でも、流体管路一体化パネル９０は加湿モジュール２４からの熱量を直接得ることができる。これにより、流体管路８０の中の水分の凍結を防止し、凍結による流体管路８０の閉塞を防止し、シャット弁３０の作動不良を回避することができる。
【００５３】
また、流体管路一体化パネル９０は、中空構造を有しているので、断熱効果を高いものとできるので、これが取り付けられる加湿モジュール２４の断熱効果を高めることができる。これにより、燃料電池スタック２２へ供給される酸化ガスの温度を安定化することができ、燃料電池スタック２２の出力バラツキを抑制することができる。
【００５４】
また、流体管路一体化パネル９０は、中空構造を有しているので、流体管路一体化パネル９０が取り付けられた加湿モジュール２４、あるいは流体管路一体化パネル９０が組み込まれた加湿モジュール２４は、加湿モジュール２４のみの構造に比較し、剛性が向上する。これによって加湿モジュール２４についての強度が向上する。この強度向上によって、酸化ガスの流れの圧力脈動に起因する加湿モジュール２４からの放射音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る実施の形態の流体管路一体化パネルが車両に搭載される様子を示す図である。
【図２】本発明に係る実施の形態において、流体管路一体化パネルに関連する要素等の配置関係を示す図である。
【図３】本発明に係る実施の形態において、流体管路一体化パネルが用いられる燃料電池システムの流体流路系を説明する図である。
【図４】本発明に係る実施の形態において、流体管路一体化パネルの構成を説明する図である。
【図５】本発明に係る実施の形態において、流体管路一体化パネルが加湿モジュールに組み込まれる様子を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０  車両、１２、１４、１６  床下メンバー、２０  燃料電池システム、２２  燃料電池スタック、２４  加湿モジュール、２６  燃料ガスタンク、２８  希釈器、２９  マフラー、３０  シャット弁、３２  供給シャット弁、３４  排気シャット弁、３６  加湿モジュールバイパスシャット弁、４０  酸化ガス源、４５  調圧弁、４６  レギュレータ、４７  分流器、４８  排気バルブ、４９  循環昇圧器、５０  電磁弁収納ボックス、６０  外部接続部、７０  呼吸ポート接続部、７２  大気開放ポート、７４，７６  電磁弁、８０  流体管路、９０  流体管路一体化パネル、９２  パネル筐体、９４  本体部、９６  蓋部、９８  内部空間。
【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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