図面 (/)

技術 燃料電池の搭載構造

出願人 トヨタ自動車株式会社
発明者 片野剛司
出願日 2010年7月6日 (9年8ヶ月経過) 出願番号 2010-153620
公開日 2012年1月26日 (8年1ヶ月経過) 公開番号 2012-018761
状態 特許登録済
技術分野 燃料電池(システム) 燃料電池(本体) 車両の電気的な推進・制動 車両の電気的な推進・制動
主要キーワード 延長シャフト 冷却液流路内 各分配管 冷却液タンク ラジエータファンモータ 制御回路ユニット 外殻内 冷却液中
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2012年1月26日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

車両に燃料電池を搭載するための構造を提供する。

解決手段

この構造は、燃料電池スタック100とリザーブタンク500と制御回路400とを備える。燃料電池スタック100は、第1および第2のエンドプレート110,120と、複数の発電セル130と、を有する。リザーブタンク500は、燃料電池スタック100に流通させる冷却液を保持する。制御回路400は、燃料電池スタック100が生成した電力を制御する。燃料電池スタック100は、第1のエンドプレート110が第2のエンドプレート120よりも低く、かつ後方に位置するように、配される。制御回路400は、燃料電池スタック100の上方であって、第2のエンドプレート120に近い位置に配される。リザーブタンク500は、燃料電池スタック100の上方であって、第1のエンドプレート110に近い位置に配される。

概要

背景

従来、燃料電池を搭載した車両が提案されている。たとえば、特許文献1の技術においては、燃料電池200と、これらを制御するためのパワーコントロールユニット700とが、ボンネット下の空間に配設されている。より具体的には、略直方体の燃料電池200が、水平面に略平行に配されている。そして、燃料電池200の上に、燃料電池200全体を覆うようにパワーコントロールユニット700が配されている。

概要

車両に燃料電池を搭載するための構造を提供する。この構造は、燃料電池スタック100とリザーブタンク500と制御回路400とを備える。燃料電池スタック100は、第1および第2のエンドプレート110,120と、複数の発電セル130と、を有する。リザーブタンク500は、燃料電池スタック100に流通させる冷却液を保持する。制御回路400は、燃料電池スタック100が生成した電力を制御する。燃料電池スタック100は、第1のエンドプレート110が第2のエンドプレート120よりも低く、かつ後方に位置するように、配される。制御回路400は、燃料電池スタック100の上方であって、第2のエンドプレート120に近い位置に配される。リザーブタンク500は、燃料電池スタック100の上方であって、第1のエンドプレート110に近い位置に配される。

目的

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を取り扱うためになされたものであり、燃料電池の搭載構造において、容量が大きい冷却液タンクを搭載することを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

車両に燃料電池を搭載するための構造であって第1および第2のエンドプレートと、前記第1および第2のエンドプレートに挟まれ2列に配された複数の発電セルと、を有する燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックに流通させる冷却液を保持するリザーブタンクと、前記燃料電池スタックが生成した電力を制御するための制御回路と、を備え、前記燃料電池スタックは、前記複数の発電セルのうち発電時の電位がもっとも高い電極を有する発電セルと、前記複数の発電セルのうち発電時の電位がもっとも低い電極を有する発電セルと、を前記第2のエンドプレート側の前記列の端に備え、前記第1のエンドプレートが前記第2のエンドプレートよりも低い位置であって、かつ前記車両の進行方向の後方に位置するように、配されており、前記制御回路は、前記燃料電池スタックの上方であって、かつ、前記第1のエンドプレートよりも前記第2のエンドプレートに近い位置に配され前記リザーブタンクは、前記燃料電池スタックの上方であって、かつ、前記第2のエンドプレートよりも前記第1のエンドプレートに近い位置に配されている、構造。

請求項2

請求項1記載の構造であって、前記制御回路は、前記第1のエンドプレートおよび前記第2のエンドプレートに対して固定されており、前記制御回路と前記第1のエンドプレートは、前記制御回路と前記第2のエンドプレートとの固定の強度よりも弱い強度で、固定されている、構造。

請求項3

請求項2記載の構造であって、さらに、防水のためカバーであって、前記制御回路と前記第1のエンドプレートを固定する固定部のうち、他の部分に比べて固定が解除されやすく設けられた部分を少なくとも覆う、カバーを備える、構造。

請求項4

適用例2または3記載の構造であって、さらに、前記燃料電池スタックが生成する電力によって駆動されるモータを備え、前記モータは、前記第1と第2のエンドプレートに固定されている、構造。

技術分野

0001

本発明は、燃料電池搭載構造に関するものである。

背景技術

0002

従来、燃料電池を搭載した車両が提案されている。たとえば、特許文献1の技術においては、燃料電池200と、これらを制御するためのパワーコントロールユニット700とが、ボンネット下の空間に配設されている。より具体的には、略直方体の燃料電池200が、水平面に略平行に配されている。そして、燃料電池200の上に、燃料電池200全体を覆うようにパワーコントロールユニット700が配されている。

先行技術

0003

特開2002−357044号公報
特開2005−125818号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかし、上記の従来技術においては、燃料電池200に流通させる冷却水タンクの配置について考慮されていない。たとえば、冷却水タンクが燃料電池200より下に配された場合には、冷却水を補充する際、水頭圧により冷却水の補給口から冷却水が噴出する可能性がある。また、パワーコントロールユニット700やコンプレッサ504を、それらの技術上の要請に従って配置した後に、残された空間内に冷却水タンクを配置および大きさを決定するものとすれば、十分な容量の冷却水タンクを配置することが難しい。このような問題は、車両に限らず、燃料電池を冷却する必要があり、かつ全体としての大きさを小さくすることが好ましい燃料電池の搭載構造について、広く存在する。

0005

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を取り扱うためになされたものであり、燃料電池の搭載構造において、容量が大きい冷却液タンクを搭載することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を取り扱うために以下の形態または適用例として実現することが可能である。

0007

[適用例1]
車両に燃料電池を搭載するための構造であって
第1および第2のエンドプレートと、前記第1および第2のエンドプレートに挟まれ2列に配された複数の発電セルと、を有する燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックに流通させる冷却液を保持するリザーブタンクと、
前記燃料電池スタックが生成した電力を制御するための制御回路と、を備え、
前記燃料電池スタックは、
前記複数の発電セルのうち発電時の電位がもっとも高い電極を有する発電セルと、前記複数の発電セルのうち発電時の電位がもっとも低い電極を有する発電セルと、を前記第2のエンドプレート側の前記列の端に備え、
前記第1のエンドプレートが前記第2のエンドプレートよりも低い位置であって、かつ前記車両の進行方向の後方に位置するように、配されており、
前記制御回路は、前記燃料電池スタックの上方であって、かつ、前記第1のエンドプレートよりも前記第2のエンドプレートに近い位置に配され
前記リザーブタンクは、前記燃料電池スタックの上方であって、かつ、前記第2のエンドプレートよりも前記第1のエンドプレートに近い位置に配されている、構造。

0008

このような態様においては、最も電位が異なる電極を、第2のエンドプレート近傍に配することができる。このため、制御回路は、燃料電池スタックが生成した電力を、第2のエンドプレート近傍において、効率的に制御することができる。また、リザーブタンクは燃料電池スタックよりも上方に位置するため、リザーブタンクに冷却液を補充する際に、リザーブタンクから冷却液が噴出する可能性を低減することができる。そして、上記のような態様とすれば、限られた空間内において、リザーバタンクの厚みを、制御回路の厚みよりも大きくすることができる。その結果、大容量のリザーバタンクを配することができる。

0009

[適用例2]
適用例1の構造であって、
前記制御回路は、前記第1のエンドプレートおよび前記第2のエンドプレートに対して固定されており、
前記制御回路と前記第1のエンドプレートは、前記制御回路と前記第2のエンドプレートとの固定の強度よりも弱い強度で、固定されている、構造。

0010

このような態様とすることで、第1のエンドプレートと第2のエンドプレートが互いに異なる向きまたは異なる変位量変位するような外力が、第1と第2のエンドプレートに加えられた場合に、第1のエンドプレートと制御回路との接続が優先的に解除される。その結果、そのような外力によって、制御回路自体が破壊されることを防止することができる。

0011

[適用例3]
適用例2の構造であって、さらに、
防水のためカバーであって、前記制御回路と前記第1のエンドプレートを固定する固定部のうち、他の部分に比べて固定が解除されやすく設けられた部分を少なくとも覆う、カバーを備える、構造。

0012

このような態様とすれば、制御回路と第1のエンドプレートを固定する固定部が解除された場合において、それぞれ電位が異なる複数の部位が生じた場合にも、水の進入によってそれらが短絡する可能性を低減することができる。

0013

[適用例4]
適用例2または3の構造であって、さらに、
前記燃料電池スタックが生成する電力によって駆動されるモータを備え、
前記モータは、前記第1と第2のエンドプレートに固定されている、構造。

0014

このような態様においては、燃料電池スタックの両端のエンドプレートがともにモータに固定される。このため、外力によって、第1のエンドプレートと第2のエンドプレートが互いに異なる向きまたは異なる変位量で変位する可能性を低減することができる。その結果、第1のエンドプレートおよび第2のエンドプレートに対して固定されている制御回路、およびその周辺の構造が破壊される可能性をより低減することができる。

0015

[適用例5]
所定の対象に燃料電池を搭載するための構造であって
両端に第1と第2のエンドプレートを有する燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックが生成する電力によって駆動され、前記燃料電池スタックに対して固定されているモータと、
前記モータの出力軸に接続され、前記モータの両側に伸びドライブシャフトと、を備え、
前記燃料電池スタックは、前記第1のエンドプレートに、前記ドライブシャフトを支持する支持部を備え、
前記ドライブシャフトは、前記支持部と、前記モータと、によって支持される、構造。

0016

このような態様においては、ドライブシャフトは、燃料電池スタックのエンドプレートに設けられた支持部と、モータと、によって2点で支持される。このため、モータから、ドライブシャフトのそれぞれの端までの距離に拘束されることなく、燃料電池スタックとモータとを配置することができる。よって、ドライブシャフトの一方の端に近く他方の端から遠い位置にモータを配し、ドライブシャフトの他方の端に近く一方の端から遠い位置に燃料電池スタックを配することができる。その結果、燃料電池の搭載構造において、大型の燃料電池を搭載することができ、しかも、ドライブシャフトに垂直な方向についての搭載構造の寸法を小さくしつつ、ドライブシャフトの回転軸方向についての重量配分を均等に近づけることが容易である。

0017

[適用例6]
適用例5の構造であって、
前記所定の対象は車両であり、
前記燃料電池スタックは、
前記第1および第2のエンドプレートが前記ドライブシャフトよりも上に位置するように配され、さらに、
前記第1のエンドプレートが、前記第2のエンドプレートよりも低い位置であって、かつ前記車両の進行方向の後方に位置するように、配される、構造。

0018

このような態様においては、燃料電池スタックに設けられた流路内の液体を、傾斜に沿って効率的に排出することができる。また、上記の態様においては、各エンドプレートがドライブシャフトよりも上に位置するように配されているため、車両が走行する際に、燃料電池スタックが地面と干渉しにくい。そして、上記の態様においては、支持部が設けられているエンドプレートが、他方のエンドプレートよりも低い位置にあるように燃料電池スタックが配される。このため、支持部が設けられているエンドプレートが、他方のエンドプレートよりも高い位置にあるように燃料電池スタックが配される態様に比べて、支持部が設けられているエンドプレートをドライブシャフトに近い位置に配することができる。よって、支持部を小さくすることができ、その結果、構造全体を軽くすることができる。

0019

[適用例7]
適用例5または6の構造であって、
前記燃料電池スタックと前記モータは、前記所定の対象に対して、前記第1のエンドプレートにおいて固定されている、構造。

0020

このような態様とすれば、第1のエンドプレートを強固に設けることで、ドライブシャフトを高精度に支持することができ、同時に、燃料電池スタックとモータを、所定の対象に対して強固かつ高精度に固定することができる。そして、第1のエンドプレート以外の構造を通じて燃料電池スタックとモータを所定の対象に固定する態様に比べて、強固に設ける構成要素を減らすことができるため、構造全体を軽量化することができる。

0021

[適用例8]
適用例5ないし7のいずれかの構造であって、
前記モータは、前記第1と第2のエンドプレートに固定されている、構造。

0022

このような態様においては、燃料電池スタックの両端のエンドプレートがともにモータに固定される。このため、外力によって燃料電池が変形される可能性を低減することができる。よって、燃料電池は、安定して発電を行うことができる。

0023

[適用例9]
適用例6、適用例6を限定した適用例7、または適用例6もしくは7を限定した適用例8の構造であって、さらに、
前記燃料電池スタックが生成した電力を制御するための制御回路を備え、
前記燃料電池スタックは、
前記第1および第2のエンドプレートに挟まれ、2列に配された複数の発電セルを備え、
前記複数の発電セルのうち発電時の電位がもっとも高い電極を有する発電セルと、前記複数の発電セルのうち発電時の電位がもっとも低い電極を有する発電セルと、を前記第2のエンドプレート側の前記列の端に備え、
前記制御回路は、前記燃料電池スタックの上方であって、かつ、前記第1のエンドプレートよりも前記第2のエンドプレートに近い位置に配されている、構造。

0024

このような態様においては、最も電位が異なる電極を、第2のエンドプレート近傍に配することができる。このため、制御回路は、燃料電池スタックが生成した電力を、第2のエンドプレート近傍において、効率的に制御することができる。また、上記の態様においては、制御回路は、第1のエンドプレートより高い位置にある第2のエンドプレートに近い位置に配されている。このため、たとえば、車両が水たまりや川を通過した場合など、車両が下方から水を浴びたときに、その水によって制御回路が濡れて破損する可能性が低い。このため、たとえば、制御回路に対して防水のための構造を設ける場合にも、制御回路が第1のエンドプレートに近い位置に配されている態様に比べて、防水のための構造を簡素なものとすることができる。すなわち、制御回路およびその防水のための構造を、軽く、小さく設けることができる。

0025

[適用例10]
適用例6、適用例6を限定した適用例7、適用例6もしくは7を限定した適用例8、または適用例9の構造であって、さらに、
前記燃料電池スタックに流通させる冷却液を冷却するためのラジエータと、
前記ラジエータに風を送るラジエータファンを回転させるためのラジエータファンモータと、を備え、
前記ラジエータファンモータは、前記車両の進行方向について投影したときに前記第2のエンドプレートと重なる位置であって、前記車両の進行方向について前記第2のエンドプレートより前方の位置に設けられている、構造。

0026

このような態様とすれば、車両が前方の障害物衝突し前部の構造が破壊されたときに、ラジエータファンモータは、第2のエンドプレートに衝突する可能性が高い。一方で、燃料電池スタックのエンドプレートは、積層された発電セルを圧縮するために、一般に、強固に設けられる。このため、上記のような態様とすれば、ラジエータファンモータが第2のエンドプレートからはずれる位置にある態様に比べて、ラジエータファンモータが車両の他の構造物に衝突してその構造物を破壊する可能性を低減することができる。このため、ラジエータファンモータが車両の他の構造物を破壊する事態を防止するために、その構造物を保護する保護材を、別途、設ける必要がない。または、そのような保護材を設ける場合にも、その保護材を簡素なものとすることができる。

0027

[適用例11]
適用例6、適用例6を限定した適用例7、適用例6もしくは7を限定した適用例8、または適用例9の構造であって、
前記第2のエンドプレートは、前記車両の進行方向について投影したときに、前記車両が備えるバンパービームと少なくとも一部が重なる位置に設けられる、構造。

0028

このような態様とすれば、車両が前方の障害物と衝突しバンパービームが変形したときに、バンパービームは、第2のエンドプレートに衝突する可能性が高い。このため、上記のような態様とすれば、バンパービームが第2のエンドプレートからはずれる位置にある態様に比べて、バンパービームが車両の他の構造物に衝突してその構造物を破壊する可能性を低減することができる。このため、バンパービームが車両の他の構造物を破壊する事態を防止するために、その構造物を保護する保護材を、別途、設ける必要がない。または、そのような保護材を設ける場合にも、その保護材を簡素なものとすることができる。

0029

[適用例12]
車両に燃料電池を搭載するための構造であって
両端に第1と第2のエンドプレートを有する燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックに燃料ガスを供給するための燃料ガスポンプと、
前記燃料電池スタックに冷却液を流通させるための冷却液ポンプと、
前記冷却液中イオンを除去するためのイオン交換器と、を備え、
前記燃料電池スタックは、前記第1のエンドプレートが前記第2のエンドプレートよりも前記車両の進行方向の後方に位置するように、配され、
前記燃料ガスポンプと、前記冷却液ポンプと、前記イオン交換器とは、前記第1のエンドプレートの後方に配され、
前記イオン交換器は、前記車両の進行方向について、前記燃料ガスポンプと前記冷却液ポンプとの少なくとも一方が存在する範囲内に含まれるように配される、構造。

0030

このような態様とすれば、車両が前方の障害物と衝突し前部が破壊されたときに、前後方向の圧縮荷重は、燃料ガスポンプおよび冷却液ポンプの少なくとも一方と、第1のエンドプレートと、によって受け止められる可能性が高い。このため、衝突によりイオン交換器が破壊される可能性を低減することができる。

0031

本発明は、上記以外の種々の形態で実現可能であり、例えば、燃料電池の搭載方法燃料電池システム、燃料電池を搭載した車両などの形態で実現することが可能である。

0032

以下では、図面を参照して、本願発明の好ましい実施例の詳細が説明され、本願発明の上述の目的およびその他の目的、構成、効果が明らかにされる。

図面の簡単な説明

0033

燃料電池を備える駆動システムを車両に取りつけるための構造を示す概要図。
駆動システムを図1の矢印D2の方向から見たときの、燃料電池スタック100と、モータユニット200と、ドライブシャフト300とを示す図。
駆動システムを図1の矢印D3方向から見たときの、燃料電池スタック100の各構成と、制御回路ユニット400の各構成と、分配管612とを示す図。
燃料電池スタック100と、制御回路ユニット400と、ステアリング機構900と、水素ポンプ610と、冷却液ポンプ620と、イオン交換器630との位置関係を示す図。

実施例

0034

以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき説明する。
A.第1実施例:
図1は、燃料電池を備える駆動システムを車両に取りつけるための構造を示す概要図である。この駆動システムは、燃料電池スタック100と、モータユニット200と、ドライブシャフト300と、制御回路ユニット400と、リザーバタンク500と、ラジエータ600と、ラジエータファンユニット700と、を備える。また、図1には、バンパービーム800も示されている。このバンパービーム800は、駆動システムの構成要素ではない。

0035

燃料電池スタック100は、両端に配された第1および第2のエンドプレート110,120と、それらのエンドプレート110,120の間に配された複数の発電セル130と、を備えている。エンドプレート110,120は、ステンレス製の略板状の部材である。ただし、エンドプレート110,120の外側の面(エンドプレート110の左側の面と、エンドプレート120の右側の面)には、様々な部材を取りつけるための構造が設けられている。

0036

複数の発電セル130は、第1のエンドプレート110と第2のエンドプレート120とを結ぶ方向に沿って、積層されている。第1のエンドプレート110と第2のエンドプレート120とは、締結部材図1において示していない)によって締結されている。その結果、複数の発電セル130は、第1のエンドプレート110と第2のエンドプレート120とによって圧縮されている。なお、発電セル130の積層方向Dsについて投影したときの複数の発電セル130の外形形状は、略同一である。また、発電セル130の積層方向Dsについて投影したときの第1のエンドプレート110と第2のエンドプレート120の外形形状は、略同一である。本実施例では、発電セル130の積層方向Dsについて投影したときの発電セル130と第1のエンドプレート110と第2のエンドプレート120との外形形状は、略長方形である。

0037

モータユニット200は、第1のエンドプレート110に対して3箇所の部位F11,F12,F13で、ボルトによって固定されている。このため、モータユニット200と第1のエンドプレート110は、外力が加わっても相対的に変位しにくい。すなわち、モータユニット200と第1のエンドプレート110は、実質的に一体で変位する。また、モータユニット200は、第2のエンドプレート120に対して3箇所の部位F21,F22,F23で、ボルトによって固定されている。このため、モータユニット200と第2のエンドプレート120も、外力が加わっても相対的に変位しにくい。すなわち、モータユニット200と第2のエンドプレート120も、実質的に一体で変位する。

0038

外力や加速度を受けた場合に、モータユニットと燃料電池スタックとが独立に変位する態様においては、モータユニットと燃料電池スタックとの衝突や摩擦を防ぐために、モータユニットと燃料電池スタックとの間に空間を設ける必要がある。しかし、本実施例においては、燃料電池スタック100は、エンドプレート110,120を介して、モータユニット200に対して6点で固定されている。このため、モータユニット200と燃料電池スタック100は、実質的に一体で変位する。よって、モータユニット200と燃料電池スタック100との間に、空間を設ける必要がなく、駆動システムを小さく設けることができる。

0039

また、燃料電池スタック100は、エンドプレート110,120を介して、モータユニット200に対して6点で固定されているため、燃料電池スタック100の積層構造は、外力を受けても変形しにくい。その結果、燃料電池スタック100は、加速度を受け、場合によっては外力を受けうる車両上において、安定して発電を行うことができる。

0040

モータユニット200は、その外殻の内部に、駆動モータ210と変速機220とを備えている(図1参照)。駆動モータ210は、燃料電池スタック100が生成する電力によって駆動される。変速機220は、駆動モータ210が出力する回転の単位時間当たりの回転数を低下させる。変速機220の出力軸は、ドライブシャフト300に接続されている。すなわち、ドライブシャフト300は、変速機220を介して駆動モータ210によって回転される。ドライブシャフト300は、変速機220に対して図1手前側と奥に向かう側の2方向に伸びている。なお、駆動モータ210と変速機220とは、一体の外殻内に設けられている。

0041

制御回路ユニット400は、燃料電池スタック100が生成する電力の電圧および電流を制御する。制御回路ユニット400は、燃料電池スタック100の上部において、複数の発電セル130の積層方向Dsに沿って配されている(図1参照)。制御回路ユニット400は、第1のエンドプレート110よりも第2のエンドプレート120に近い位置に配されている。

0042

制御回路ユニット400は、燃料電池スタック100に対して固定されている。より具体的には、制御回路ユニット400は、エンドプレート110,120に固定されている。なお、本実施例においては、燃料電池スタック100のエンドプレート110,120は、同一のモータユニット200に対してそれぞれ3点で固定されている(図のF11,F12,F13,F21,F22,F23参照)。このため、エンドプレート110,120は、相対変位しにくい。その結果、制御回路ユニット400は、エンドプレート110,120の相対変位によって破壊されにくい。ただし、制御回路ユニット400は、第1のエンドプレート110に対して、第2のエンドプレート120よりも、外力によって分離しやすいように固定されている。詳細については、後に説明する。

0043

リザーバタンク500は、燃料電池スタック100に流通させる冷却液を保持している。リザーバタンク500は、燃料電池スタック100の上部に配されている(図1参照)。リザーバタンク500が、燃料電池スタック100よりも低い位置に配されている態様においては、リザーバタンク500の供給口510を介して冷却液を補充する際に、水頭圧によって、供給口510を介して冷却液が噴出する可能性がある。しかし、本実施例のような態様とすれば、リザーバタンク500の供給口510を介して冷却液を補充する際にも、供給口510を介して冷却液が噴出する可能性が低い。

0044

リザーバタンク500は、燃料電池スタック100に対して固定されている。また、リザーバタンク500は、第2のエンドプレート120よりも第1のエンドプレート110に近い位置に配されている。このため、制御回路ユニット400とともに、燃料電池スタック100上の空間を有効に活用することができる。

0045

燃料電池スタック100と、モータユニット200と、ドライブシャフト300と、制御回路ユニット400と、リザーバタンク500とは、燃料電池スタック100の第1のエンドプレート110、および第2のエンドプレート120、ならびにモータユニット200を介して、車両のボディに対して固定されている(図1参照)。より具体的には、第1のエンドプレート110は、車両のボディに設けられたマウントM3,M4,M5に接続されている第2のエンドプレート120は、車両のボディに設けられたマウントM1に接続されている。モータユニット200は、車両のボディに設けられたマウントM2に接続されている。なお、マウントM3は、図1に現れていない。

0046

異なる多数の構成要素を介して駆動システムがボディに取りつけられている態様においては、駆動システムを車両のボディに対して強固かつ高精度に取りつけるためには、それらの各構成要素を高い剛性を有するように設ける必要がある。そのような態様は、全体として重量が大きくなる。しかし本実施例においては、本来的な機能上の要請から強固に設けられる3個の構成要素、すなわち、エンドプレート110,120およびモータユニット200(特に第1のエンドプレート110)を介して駆動システムがボディに取りつけられている。よって、駆動システムを車両のボディに対して強固かつ高精度に取りつけつつ、全体として駆動システムを軽量化できる。

0047

燃料電池スタック100は、車両が、人間および積荷積載していない状態で、水平面上にあるときに、ドライブシャフト300よりも上方に位置するように配される(図1参照)。このような態様とすることで、車両の走行中に燃料電池スタック100が地面と干渉してしまう可能性を低減することができる。

0048

また、燃料電池スタック100と、モータユニット200と、ドライブシャフト300と、制御回路ユニット400と、リザーバタンク500とは、車両が、人間および積荷を積載していない状態で、水平面上にあるときに、複数の発電セル130の積層方向Dsが水平面に対してθ(θは、0より大きく90度より小さい角度)だけ傾いた向きとなる姿勢で、車両のボディに対して固定される(図1参照)。その結果、第1のエンドプレート110は、その状態において、第2のエンドプレート120よりも低い位置に位置することになる。また、第1のエンドプレート110は、第2のエンドプレート120よりも、車両の進行方向の後方に位置する。なお、図1において、車両の進行方向を矢印Dtで示し、鉛直上方を矢印Uで示す。

0049

なお、発電セル130の積層方向Dsについて投影したときの第1のエンドプレート110と第2のエンドプレート120の外形形状は、略同一である。第1のエンドプレート110と第2のエンドプレート120の位置は、発電セル130の積層方向Dsについて投影したときの第1のエンドプレート110と第2のエンドプレート120の外形形状が重複する範囲の重心位置であって、各エンドプレートの板状部分の厚み方向の中心位置を基準として測定される。

0050

燃料電池スタック100においては、積層方向Dsに沿って発電セル130を貫通する流路部分を備えた燃料ガス流路酸化ガス流路、および冷却液流路が設けられている。上記のように、燃料電池スタック100を水平方向(図1においてDtと同じ)に対して傾けて配することで、それらの流路内の液体を、燃料電池スタック100外部に効率的に排出することができる。特に、燃料電池スタック100を車両に搭載する態様においては、車両は、傾斜地を通過することもあり、また、加速および減速をすることもある。よって、上記のように、燃料電池スタック100を傾けて配することで、様々な状況下において、流路内の液体を燃料電池スタック100外部に効率的に排出することができる。

0051

なお、流路内の液体としては、冷却液流路内の冷却液のほか、燃料ガス流路および酸化ガス流路内において存在する水がある。燃料ガス流路および酸化ガス流路内において存在する水は、燃料ガスや酸化ガス加湿するための投入された水や、発電によって生じた水である。

0052

制御回路ユニット400と、リザーバタンク500とは、車両が上記の状態に置かれたときに、燃料電池スタック100の上側に位置する(図1参照)。このため、上記のように燃料電池スタック100を傾けて配し、第1のエンドプレート110側の位置にリザーバタンク500を配することで、以下のような効果が得られる。すなわち、車両のボンネットの下の空間(以下、便宜的に「エンジンコンパートメント」と呼ぶ)において、リザーバタンク500の厚みを、制御回路ユニット400の厚みよりも大きくすることができる。その結果、エンジン・コンパートメントを有効に活用して、大容量のリザーバタンク500を配することができる。

0053

また、制御回路ユニット400は、車両が上記の状態に置かれたときに、燃料電池スタック100の上側おいて、リザーバタンク500よりもさらに高い位置に位置する(図1参照)。このため、車両が水たまりや川に進入したときなどにも、制御回路ユニット400は、水に浸かりにくく、また、水たまりや川からはねた水を浴びにくい。そして、制御回路ユニット400が水をかぶった場合にも、制御回路ユニット400まわりの水は、早期に下部に落下し、内部に進入する可能性が低い。このため、制御回路ユニット400が車両外部から進入する水によって短絡する可能性が低い。このため、制御回路ユニット400本体の防水構造を簡素なものとすることができる。すなわち、制御回路ユニット400の防水構造を、軽く、小さなものとすることができる。

0054

エンジン・コンパートメント内において、燃料電池スタック100およびモータユニット200の前方には、ラジエータ600が取りつけられている(図1参照)。ラジエータ600は、燃料電池スタック100内に流通させる冷却液の熱を大気中に放散させるための構造である。ラジエータ600は、複雑に折りたたまれた冷却液の流路および多数の放熱フィンを備えており、全体として板状の形状を有する。

0055

板状のラジエータ600は、第2のエンドプレート120および発電セル130と平行に設けられている。すなわち、板状のラジエータ600は、鉛直方向Uに対してθだけ傾いた向きに配されている。このため、本実施例によれば、ラジエータを鉛直方向に立てて配する態様に比べて、より表面積が大きくその結果、外形寸法が大きいラジエータを、限られた高さを有するエンジン・コンパートメント内に配することができる。すなわち、単位時間あたりに冷却液を冷却する性能が高いラジエータをエンジン・コンパートメント内に配することができる。

0056

エンジン・コンパートメント内において、燃料電池スタック100の第2のエンドプレート120と、ラジエータ600との間には、ラジエータファンユニット700が配されている(図1参照)。ラジエータファンユニット700は、ラジエータ600に風を送るためのファン710と、ファン710を回転させるためのファンモータ720とを備えている。ファンモータ720は、車両の進行方向Dtに投影したときに、燃料電池スタック100の第2のエンドプレート120と重なる位置に配される。なお、車両の進行方向Dtに投影したときの燃料電池スタック100の第2のエンドプレート120の範囲を図1において範囲Rep2として示す。

0057

ファンモータ720は強固な外殻を有する。よって、車両が前方の障害物と衝突し前部の構造が破壊されたときに、ファンモータ720が他の脆弱な構成要素に衝突すると、その構成要素を破壊するおそれがある。しかし、上記のような態様とすれば、車両が前方の障害物と衝突し前部の構造が破壊されたときに、ファンモータ720は、第2のエンドプレート120に衝突する可能性が高い(図1の矢印Ac1参照)。このため、ファンモータ720が第2のエンドプレート120からはずれる位置にある態様に比べて、ファンモータ720が車両の他の構成要素に衝突してその構造物を破壊してしまう可能性が低い。よって、ファンモータ720が車両の他の構造物を破壊する事態を防止するために、その構造物を保護する保護材を、別途、設ける必要がない。

0058

燃料電池スタック100の第2のエンドプレート120と、ラジエータ600のさらに前方には、バンパービーム800が設けられている(図1参照)。バンパービーム800は、車両のバンパー図1において示していない)を支持している。バンパービーム800は、車両が前方の障害物と衝突したときに、バンパーとともに衝撃を受け止めるための構造である。エンジン・コンパートメント内において、燃料電池スタック100の第2のエンドプレート120は、車両の進行方向Dtについて投影したときに、バンパービーム800と少なくとも一部が重なる位置に設けられている(図1の範囲Rep2参照)。

0059

このような態様とすれば、車両が前方の障害物と衝突しバンパービーム800が変形したときに、バンパービーム800は、第2のエンドプレート120に衝突する可能性が高い(図1の矢印Ac2および範囲Rep2参照)。このため、バンパービームがエンドプレートからはずれる位置にある態様に比べて、バンパービームが車両の他の構造物(たとえば、制御回路ユニット400やリザーバタンク500)に衝突してその構造物を破壊する可能性を低減することができる。

0060

図2は、図1に示す駆動システムを図1の矢印D2の方向から見たときの、燃料電池スタック100と、モータユニット200と、ドライブシャフト300とを示す図である。図2においては、技術の理解を容易にするため、図1に示した一部の構成を省略している。なお、図2において、車両の進行方向Dtを基準としたときの左方向を矢印Lで示し、右方向を矢印Rで示す。また、車両の左右方向の中心線をCで示す。

0061

すでに述べたように、モータユニット200の変速機220の出力軸は、ドライブシャフト300に接続されている。このドライブシャフト300は、変速機220に対して、車両の進行方向Dtを基準として、左右両方向に伸びている。すなわち、ドライブシャフト300は、一部をモータユニット200に支持されている。一方、第1のエンドプレート110には、先端にメインベアリング114を有する支持部112が設けられている。ドライブシャフト300は、その一部をメインベアリング114にも支持されている。

0062

ドライブシャフト300の両端は、ハブベアリングを介して車両の左右のホイールと接続されている。なお、ハブベアリングとホイールは、図2において示していない。ハブベアリングには、サスペンションアームが接続されている。路面の凹凸などのためにホイールおよびハブベアリングが動くと、それに連動して、サスペンションアームおよびドライブシャフト300の一部が動く。ハブベアリングとともに動くドライブシャフト300の一部を、延長シャフト310,320とよぶ。

0063

本実施例においては、ドライブシャフト300は、モータユニット200と、メインベアリング114とによって、2点で支持されている(図2参照)。このため、ドライブシャフト300のうちの支持されている部位から、左右のハブベアリングまでの距離をほぼ等しくすることができる。よって、車両が左に曲がるときの車両の挙動と、右に曲がるときの車両の挙動とを、ほぼ等しくすることができる。その結果、商品性を向上させることができる。

0064

また、本実施例においては、ドライブシャフト300は、1点ではなく2点で支持されている。このため、ドライブシャフト300のうちの支持されている部位から、左右のハブベアリング(またはホイール)までの距離をほぼ等しくするために、モータユニット200を車両の中央に配する必要がない。すなわち、モータユニット200を車両の左右方向の中央Cから一方のホイールの側に寄った位置に配することができる。このため、モータユニット200と他方のホイールとの間の空間を大きくすることができる。その結果、その空間に、大きな燃料電池スタック100を設置することができる。すなわち、高出力の燃料電池スタック100を車両に搭載することができる。

0065

また、本実施例によれば、燃料電池スタック100とモータユニット200とを左右に並べて配することができるため、モータユニットを中央に配し、そのモータユニットとホイールの間に燃料電池スタック100を配する態様に比べて、車両の左右の重量バランスを良好にすることができる。

0066

さらに、本実施例においては、第1のエンドプレート110は第2のエンドプレート120よりも低い位置に位置する。このため、第1のエンドプレート110が第2のエンドプレート120よりも高い位置にある態様に比べて、ドライブシャフト300を支持するための支持部112を短くすることができる。よって、第1のエンドプレート110、ひいては駆動システム全体を、軽量化することができる。

0067

図3は、図1に示す駆動システムを図1の矢印D3方向から見たときの、燃料電池スタック100の各構成と、制御回路ユニット400の各構成と、分配管612とを示す図である。図3においては、技術の理解を容易にするため、図1に示した一部の構成を省略している。

0068

燃料電池スタック100において、第1のエンドプレート110と第2のエンドプレート120との間において、複数の発電セル130は、車両の進行方向Dtの前方(第2のエンドプレート120の側)から後方(第1のエンドプレート110の側)に向かう向きに2列に配されている。ただし、図1に示すように、発電セル130の積層方向Dsは、上下方向については、傾いている。なお、第1のエンドプレート110には、防水カバー140がかぶせられている(図1も参照)。

0069

複数の発電セル130のうち、進行方向Dtに向かって左前方の端に位置する発電セル131は、発電時において最も電位が高い電極を有する発電セルである。複数の発電セル130のうち、右前方の端に位置する発電セル132は、発電時において最も電位が低い電極を有する発電セルである。なお、発電時において最も電位が高い部位を、「総プラス」とも呼ぶ。発電時において最も電位が低い部位を、「総マイナス」とも呼ぶ。

0070

左側の列の発電セル130については、左前方の端に位置する発電セル131から左後方の端に位置する発電セル133に向かう向きに、各発電セルの電位は順に低くなる。そして、右側の列の発電セル130については、右後方の端に位置する発電セル134から右前方の端に位置する発電セル132に向かう向きに、各発電セルの電位は順に低くなる。なお、発電セル133の陰極と発電セル134の陽極の電位は等しい。そして、発電セル133の陰極と発電セル134の陽極の電位は発電時において、燃料電池スタック100内の中間の電位となる。

0071

図3において破線で外形を示す制御回路ユニット400は、燃料電池スタック100からの電力を受け取るダイオード410と、ダイオードに接続されるスイッチング素子と、コイル等を備える。総プラスは、バスバー451を介してダイオード410に接続される。総マイナスは、バスバー452を介してダイオード410に接続される。本実施例においては、総プラスと総マイナスがともに第2のエンドプレート120の側に位置する(図2参照)。そして、制御回路ユニット400は、第1のエンドプレート110よりも第2のエンドプレート120に近い位置に配されている。このため、燃料電池スタック100から供給される電力は、途中で大幅に消費されることなく、第2のエンドプレート120の近傍において、制御回路ユニット400によって効率的に制御される。

0072

また、本実施例のような態様とすれば、総プラスとダイオード410を接続するバスバー451、ならびに総マイナスとダイオード410を接続するバスバー452を、短く設けることができる。このため、バスバー451,452の重量を小さくすることができる。

0073

制御回路ユニット400は、第2のエンドプレート120に対して、固定具461,462を介して固定されている。また、制御回路ユニット400は、第1のエンドプレート110に対しては、固定具463,464を介して固定されている。固定具463,464は、棒状の部材であり、それぞれ切り欠き465,466を有している。

0074

第1のエンドプレート110と第2のエンドプレート120とが異なる向きや変位量で変位するような外力が加えられた場合には、固定具461,462や制御回路ユニット400自体が破壊されるより前に、切り欠き465,466において固定具463,464が破壊される。その結果、そのような外力によって、制御回路ユニット400自体が破壊される事態が防止される。

0075

固定具463,464のうち、切り欠き465,466が設けられている部分、および第1のエンドプレート110との接続部分は、防水カバー470で覆われている。防水カバー470は、絶縁性を有し、固定具463,464に比べて変形しやすく破断しにくい素材で設けられている。

0076

固定具463,464が切り欠き465,466において破壊された場合、制御回路ユニット400と燃料電池スタック100の各構成部分の相対位置は、切り欠き465,466の近傍において、設計時に想定されていた相対位置からずれる可能性がある。そして、制御回路ユニット400と燃料電池スタック100の構成部分は、互いに異なる電位を有する部分を含む。固定具463,464が切り欠き465,466において破壊された場合に、切り欠き465,466の近傍に水が進入した場合には、電位が異なる部分の間で水によって短絡が生じる可能性がある。しかし、本実施例においては、切り欠き465,466の近傍には、上記のような防水カバー470が設けられている。このため、浸水による短絡の可能性を低減することができる。

0077

また、固定具463,464が切り欠き465,466において破壊された後、修理の際に、サービス員が固定具463,464の近傍に意図せずにさわる場合がある。そのような場合に、サービス員が電位の異なる複数の部位にさわって、感電する可能性がある。しかし、本実施例においては、固定具463,464が切り欠き465,466近傍に、上記のような絶縁性を有する防水カバー470が設けられている。このため、サービス員が固定具463,464の近傍にさわって、感電する可能性が低い。

0078

分配管612は、燃料電池スタック100に対して燃料ガスを供給する配管である。分配管612は、2列に配される複数の発電セル130に対して、第1のエンドプレート110の側から、列ごとに燃料ガスを供給する。すなわち、分配管612は、強固に構成されボディに取りつけられた第1のエンドプレート110の後ろ側に位置する。このため、車両が前方の障害物と衝突し前部の構造が破壊されたときにも、他の強固な構成要素が分配管612にぶつかる可能性が低い。このため、車両が前方の障害物と衝突し前部の構造が破壊されたときにも、可燃性の燃料ガスが外部に漏出する可能性が低い。

0079

なお、ここでは、燃料ガス(水素ガス)の分配管612のみについて、構成および効果を説明した。しかし、本実施例においては、燃料電池スタック100の2列の発電セル130に酸化ガスを供給する分配管、および燃料電池スタック100の2列の発電セル130に冷却水を供給する分配管も、第1のエンドプレート110側に取りつけられている。その結果、それらの分配管についても、衝突時の破壊の可能性に関して、燃料ガスの分配管612と同様の効果が得られる。

0080

また、本実施例においては、燃料ガスの分配管612、酸化ガスを供給する分配管、および冷却水を供給する分配管が、燃料電池スタック100に対して同じ側(第1のエンドプレート110側)に取りつけられている。このため、設計時に、各分配管の配置をしやすい。また、各分配管と燃料電池スタック100とを含めた構造全体を小型化することができる。

0081

図4は、燃料電池スタック100と、制御回路ユニット400と、ステアリング機構900と、水素ポンプ610と、冷却液ポンプ620と、イオン交換器630との位置関係を示す図である。なお、図4においては、技術の理解を容易にするため、水素ガスの流路や冷却水の流路など一部の構成を省略している。

0082

車両において、燃料電池スタック100の後方には、水素ポンプ610と、冷却液ポンプ620と、イオン交換器630とが設けられている。水素ポンプ610と、冷却液ポンプ620と、イオン交換器630とは、いずれも略円柱形の外形を有している。これらはいずれも、燃料電池スタック100の第1のエンドプレート110に取りつけられている。水素ポンプ610と冷却液ポンプ620とイオン交換器630とは、車両の左右方向L,R(幅方向)について、第1のエンドプレート110が存在する範囲内に存在する。水素ポンプ610と冷却液ポンプ620とイオン交換器630のさらに後方には、ステアリング機構900が設けられている。

0083

水素ポンプ610は、燃料電池スタック100から排出されたガス中の水素ガスを、再度、燃料電池スタック100に供給するためのポンプである。冷却液ポンプ620は、燃料電池スタック100中において冷却液を循環させるためのポンプである。イオン交換器630は、燃料電池スタック100を循環する冷却液からイオンを除去する。その結果、冷却液の絶縁値は一定範囲に保たれる。なお、イオン交換器は、一定の時間間隔交換される必要がある。

0084

水素ポンプ610と冷却液ポンプ620は、いずれもイオン交換器630の外殻よりも強固な外殻を有する。また、水素ポンプ610と冷却液ポンプ620の外殻は、いずれもイオン交換器630よりも直径が大きい円柱状の外形を有する。なお、冷却液ポンプ620は、樹脂製のケースに覆われている。いずれも円柱状の外形を有する水素ポンプ610、冷却液ポンプ620、イオン交換器630の円の直径は、水素ポンプ610、冷却液ポンプ620、イオン交換器630の順に大きい。

0085

イオン交換器630は、車両の進行方向Dtに沿ってみたときに、第1のエンドプレート110の後方であって、水素ポンプ610と冷却液ポンプ620が存在する範囲Rps内に配されている。また、イオン交換器630は、車両の進行方向Dtに投影したときに、燃料電池スタック100の第1のエンドプレート110と投影面積の半分以上が重なる位置に配される。なお、車両の進行方向Dtに投影したときの燃料電池スタック100の第1のエンドプレート110の範囲を図4において範囲Rep1として示す。

0086

また、イオン交換器630は、車両の左右方向L,Rに沿ってみたときに、水素ポンプ610と冷却液ポンプ620が存在する範囲内に配されている。すなわち、イオン交換器630は、第1のエンドプレート110と水素ポンプ610と冷却液ポンプ620とによって囲まれている。

0087

ステアリング機構900は、ステアリングホイール910と、ステアリングシャフト920と、ステアリングリンク930とを備えている。ステアリングホイール910とステアリングリンク930とは、ステアリングシャフト920によって接続されている。ステアリングリンク930は、ドライブシャフト300(図2参照)とほぼ平行な向きに配されており、両端をステアリングナックルに接続されている。ステアリングホイール910がユーザによって回転され、それに応じてステアリングリンク930がドライブシャフト300に対して左右方向にずらされることで、車輪の向きが変えられる。

0088

車両が前方の障害物と衝突し、イオン交換器630が第1のエンドプレート110とステアリングシャフト920によって直接的に挟まれると、ステアリングシャフト920によってイオン交換器630が破壊されるおそれがある。しかし、本実施例においては、水素ポンプ610と冷却液ポンプ620は、いずれもイオン交換器630の外殻よりも強固な外殻を有し、いずれもイオン交換器630よりも直径が大きい円柱状の外径を有する。さらに、イオン交換器630は、車両の進行方向Dtに沿ってみたときに、第1のエンドプレート110の後方であって、水素ポンプ610と冷却液ポンプ620が存在する範囲Rps内に配されている。

0089

このため、第1のエンドプレート110とステアリングシャフト920とは、車両の衝突時にも、水素ポンプ610と冷却液ポンプ620とによって接近を阻まれる。すなわち、第1のエンドプレート110とステアリングシャフト920との間には、車両の進行方向Dtに沿ってみたときに、イオン交換器630よりも大きな空間が確保される。その結果、車両が前方の障害物と衝突したときにも、イオン交換器630が破壊される可能性が低い。

0090

なお、本実施例におけるリザーバタンク500が「課題を解決するための手段」における「リザーブタンク」に相当する。制御回路ユニット400が「課題を解決するための手段」における「制御回路」に相当する。発電セル131が「課題を解決するための手段」における「発電時の電位がもっとも高い電極を有する発電セル」に相当する。発電セル132が「課題を解決するための手段」における「発電時の電位がもっとも低い電極を有する発電セル」に相当する。固定具463,464が、「課題を解決するための手段」における「固定部」に相当する。固定具463,464において切り欠き465,466が設けられている部分が、「課題を解決するための手段」における「他の部分に比べて固定が解除されやすく設けられた部分」に相当する。モータユニット200が「課題を解決するための手段」における「モータ」に相当する。

0091

B.変形例:
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、以下のような変形が可能である。

0092

B1.変形例1:
上記実施例においては、燃料電池スタック100は、2列に配された複数の発電セル130を有する。しかし、燃料電池スタックは、3以上の列状に配された複数の発電セルを備える態様とすることもできる。ただし、燃料電池スタックは、偶数本の列を構成するように配された複数の発電セルを備えることが好ましい。そのような態様とすれば、最も電位が高い電極と最も電位が低い電極とを、各列の同じ側の端に配することができる。

0093

B2.変形例2:
上記実施例においては、燃料電池スタック100は、モータユニット200に対して6点F11〜F13,F21〜F23で固定されている。しかし、モータとエンドプレートとの固定の態様はこれに限られない。たとえば、モータと燃料電池スタックは、1箇所、2箇所または4箇所以上で固定されることもできる。ただし、モータと燃料電池スタックは、3箇所以上で固定されることが好ましい。そのような態様とすれば、3軸方向の変位および回転に関して、相対変位しにくいように、モータと燃料電池スタックとを固定することができる。

0094

B3.変形例3:
上記実施例においては、モータユニット200は、第1のエンドプレート110に対して3箇所の部位F11,F12,F13で固定されている。また、モータユニット200は、第2のエンドプレート120に対して3箇所の部位F21,F22,F23で固定されている。しかし、モータとエンドプレートとの固定の態様はこれに限られない。

0095

たとえば、モータと一つのエンドプレートは、1箇所、2箇所または4箇所以上で固定されることもできる。ただし、モータと一つのエンドプレートは、3箇所以上で固定されることが好ましい。そのような態様とすれば、3軸方向の変位および回転に関して、相対変位しにくいように、モータとエンドプレートとを固定することができる。なお、固定方法は、溶接蝋付け接着など、ボルト止め以外の他の方法とすることもできる。

0096

B4.変形例4:
上記実施例においては、3個の構成要素、すなわち、エンドプレート110,120およびモータユニット200(特に第1のエンドプレート110)を介して、駆動システムがボディに取りつけられている。しかし、燃料電池を備える駆動システムは、他の態様でボディに取りつけられることもできる。たとえば、駆動システムは、燃料電池の二つのエンドプレートおよびモータのうちの任意の1または2の要素を介して、ボディに取りつけられることができる。そのような態様においても、本来的な機能上の要請から強固に設けられる構成要素を介して駆動システムがボディに取りつけられる。このため、駆動システムを車両のボディに対して強固かつ高精度に取りつけつつ、全体として駆動システムを軽量化できる。

0097

B5.変形例5:
上記実施例においては、燃料電池スタック100と、モータユニット200と、ドライブシャフト300と、制御回路ユニット400と、リザーバタンク500とは、発電セル130の積層方向Dsが水平面に対してθだけ傾いた向きとなる姿勢で、車両のボディに対して固定される。このθは、0より大きく90度より小さいことが好ましく、0より大きく60度より小さいことがより好ましい。そして、0より大きく30度より小さいことがさらに好ましい。

0098

B6.変形例6:
上記実施例においては、燃料電池スタック100において、発電セル130を貫通する燃料ガス流路、酸化ガス流路、および冷却液流路は、積層方向Dsに沿って設けられている部分を有する。しかし、燃料電池スタック内の燃料ガス流路、酸化ガス流路、および冷却液流路は、他の方向に設けられることもできる。それらの流路が、発電セルの積層方向Dsと車両の左右方向L,Rとで張られる面内に含まれる方向に沿って伸びる流路部分を含む場合には、燃料電池スタック100を水平方向に対して傾けて配することで、流路内の液体の効率的な排出を行うことができる。

0099

B7.変形例7:
上記実施例においては、イオン交換器630は、車両の進行方向Dtに投影したときに、燃料電池スタック100の第1のエンドプレート110と投影面積の半分以上が重なる位置に配される。また、イオン交換器630は、車両の進行方向Dtに沿ってみたときに、水素ポンプ610と冷却液ポンプ620が存在する範囲Rps内に配されている。そして、イオン交換器630は、車両の左右方向L,Rに沿ってみたときに、水素ポンプ610と冷却液ポンプ620が存在する範囲内に配されている。すなわち、イオン交換器630は、第1のエンドプレート110と水素ポンプ610と冷却液ポンプ620とによって囲まれている。しかし、イオン交換器630は、他の態様で配されることもできる。

0100

ただし、イオン交換器630は、車両の進行方向Dtに投影したときに、燃料電池スタック100の第1のエンドプレート110と少なくとも一部が重なる位置に配されることが好ましい。

0101

そして、イオン交換器は、車両の進行方向Dtに沿ってみたときに、水素ポンプと冷却液ポンプの少なくとも一方が存在する範囲内に設けられることが好ましく、水素ポンプが存在する範囲内に設けられることがより好ましい。

0102

また、イオン交換器は、車両の左右方向L,Rに沿ってみたときに、水素ポンプと冷却液ポンプの少なくとも一方が存在する範囲内に設けられることが好ましく、水素ポンプが存在する範囲内に設けられることがより好ましい。

0103

そして、イオン交換器は、車両の進行方向Dtに沿ってみたときに、水素ポンプと冷却液ポンプの少なくとも一方と、第1のエンドプレートとの間に設けられることが好ましく、水素ポンプと、第1のエンドプレートとの間に設けられることがより好ましい。

0104

B8.変形例8:
上記実施例においては、車両に燃料電池を搭載する構造について説明した。しかし、本願発明は、建造物や地面など、他の対象に燃料電池を搭載する構造に適用することもできる。すなわち、本発明の少なくとも一部の態様は、据え置き型原動機に適用することもできる。

0105

B9.変形例9:
上記実施例では、制御回路ユニット400は、第1のエンドプレート110に対して、切り欠き465,466を有する固定具463,464で、固定されている(図3参照)。そして、固定具463,464は、外力が加わった際に、切り欠き465,466の部位で破壊されるように、設けられている。しかし、制御回路ユニット400を第1のエンドプレート110に固定する方法は、このような態様に限られない。

0106

たとえば、外力が加わった際に破壊されるように固定具を設ける態様において、制御回路ユニット400を第1のエンドプレート110に対して固定する固定具を、制御回路ユニット400を第2のエンドプレート120に対して固定する固定具とは異なる素材で設けることもできる。また、制御回路ユニット400を第1のエンドプレート110に対して固定する固定具を、制御回路ユニット400を第2のエンドプレート120に対して固定する固定具とは異なる形状で設けることもできる。

0107

さらに、制御回路ユニットとエンドプレートとを接続し両者を固定する固定部は、複数の部材から設けられており、外力を受けた場合に、破壊を伴わずに複数の部材が分離し、接続が解除される態様として設けることもできる。

0108

ただし、第1のエンドプレート110と第2のエンドプレート120とが異なる向きや変位量で変位するような外力が加えられた場合に、制御回路ユニット400自体が破壊されるより前に、固定具による固定が解除されるように構成されることが好ましい。そして、そのような外力が加えられた場合に、制御回路ユニット400の第2のエンドプレート120に対する固定が解除されるより前に、制御回路ユニット400の第1のエンドプレート110に対する固定が解除されるように構成されることがより好ましい。

0109

B10.変形例10:
固定具463,464のうち、切り欠き465,466が設けられている部分、および第1のエンドプレート110との接続部分は、防水カバー470で覆われている(図3参照)。しかし、防水カバーは、制御回路ユニット400と第1のエンドプレート110との接続部分と、制御回路ユニット400全体と、を覆うように設けるなど、他の態様で設けることもできる。

0110

ただし、カバーは、(a)制御回路と第1のエンドプレートを固定する固定部のうち他の部分に比べて固定が解除されやすく設けられた部分と、(b)制御回路や第1のエンドプレートの一部または全部であって、当該固定が解除されやすく設けられた部分とともに変位する可能性がある部分と、を少なくとも覆うことが好ましい。このような態様とすれば、固定が解除されやすく設けられた部分の変位に伴い、制御回路や第1のエンドプレートの一部が変位して、電位が異なる部分が意図せずに発生しまたは接近した場合にも、それらの部分が水によって短絡する事態を防止することができる。

0111

B11.変形例11:
上記実施例においては、エンドプレート110,120は、ともにモータユニット200に固定されている。しかし、エンドプレート110,120は、少なくとも一方がモータユニット200に固定されない態様とすることもできる。ただし、エンドプレート110,120は、燃料電池スタック100よりも変形しにくい部材に対してともに固定されていることが好ましい。そのような態様においては、制御回路ユニット400は、二つのエンドプレート110,120に固定されていても、エンドプレート110,120の相対変位によって破壊されにくい。

0112

B12.変形例12:
以上では、本願発明をその好ましい例示的な実施例を参照して詳細に説明した。しかし、本願発明は、以上で説明した実施例や構成に限定されるものではない。そして、本願発明は、様々な変形や均等な構成を含むものである。さらに、開示された発明の様々な要素は、様々な組み合わせおよび構成で開示されたが、それらは例示的な物であり、各要素はより多くてもよく、また少なくてもよい。そして、要素は一つであってもよい。それらの態様は本願発明の範囲に含まれるものである。

0113

100…燃料電池スタック
110…第1のエンドプレート
112…支持部
114…メインベアリング
120…第2のエンドプレート
130…発電セル
131…発電時において最も電位が高い電極を有する発電セル
132…発電時において最も電位が低い電極を有する発電セル
133,134…発電セル
140…防水カバー
200…モータユニット
210…駆動モータ
220…変速機
300…ドライブシャフト
310,320…延長シャフト
400…制御回路ユニット
410…ダイオード
451,452…バスバー
461,462…固定具
463,464…固定具
470…防水カバー
500…リザーバタンク
510…供給口
600…ラジエータ
610…水素ポンプ
612…分配管
620…冷却液ポンプ
630…イオン交換器
700…ラジエータファンユニット
710…ファン
720…ファンモータ
800…バンパービーム
900…ステアリング機構
910…ステアリングホイール
920…ステアリングシャフト
930…ステアリングリンク
Ac1…衝突時のファンモータ720の移動方向を示す矢印
Ac2…衝突時のバンパービーム800の移動方向を示す矢印
C…車両の左右方向の中央
Ds…発電セル130の積層方向
Dt…車両の進行方向
F11,F12,F13…モータユニット200が第1のエンドプレート110に固定されている部位
F21…モータユニット200が第2のエンドプレート120に固定されている部位
L…進行方向に向かって左方向
M1〜M5…マウント
R…進行方向に向かって右方向
Rps…車両の進行方向Dtに沿ってみたときに水素ポンプ610と冷却液ポンプ620が存在する範囲
U…鉛直方向

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ