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JP2009170169A - Fuel cell and its in-vehicle structure - Google Patents

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JP2009170169A JP2008004794A JP2008004794A JP2009170169A JP 2009170169 A JP2009170169 A JP 2009170169A JP 2008004794 A JP2008004794 A JP 2008004794A JP 2008004794 A JP2008004794 A JP 2008004794A JP 2009170169 A JP2009170169 A JP 2009170169A
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Abstract

【課題】小型化及び軽量化可能な燃料電池及びその車載構造を提供する。
【解決手段】燃料ガスと酸化ガスとの電気化学反応により発電を行うセル積層体３を絶縁性のエンドプレート５，７に支持するとともに、セル積層体３を覆うスタックカバー１０の開口部１１，１３を絶縁性のエンドプレート５，７で閉塞する。これにより、エンドプレート５，７がスタックケース１５の一部を構成して燃料電池スタック９を覆って防水を行うことになる。よって、外形寸法を小さくすることが可能となる。
【選択図】図１A fuel cell capable of being reduced in size and weight and an in-vehicle structure thereof are provided.
A cell stack 3 for generating power by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidizing gas is supported by insulating end plates 5 and 7, and an opening 11 of a stack cover 10 covering the cell stack 3 is provided. 13 is closed with insulating end plates 5 and 7. As a result, the end plates 5 and 7 constitute part of the stack case 15 to cover the fuel cell stack 9 and perform waterproofing. Therefore, the outer dimension can be reduced.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、燃料ガスと酸化ガスとの電気化学反応によって発電する燃料電池及びその車載構造に関する。   The present invention relates to a fuel cell that generates electric power by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidizing gas, and an in-vehicle structure thereof.

近年、燃料ガスと酸化ガスとの電気化学反応によって発電する燃料電池が注目されている。このような燃料電池として、単セルが複数積層されたセル積層体の両側に集電板をそれぞれ配置するとともに、これらを両集電板よりも両外側に配置されたエンドプレートで挟持して燃料電池スタックを構成し、さらにこの燃料電池スタックを防水のためスタックケースで覆って構成されるものがある。
この燃料電池は、集電板に導通する両側のエンドプレートが絶縁構造部を介してスタックケースの内面に固定され、このスタックケースが車両側に支持されるようになっている。 In recent years, fuel cells that generate electricity by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidizing gas have attracted attention. As such a fuel cell, a current collector plate is disposed on each side of a cell stack in which a plurality of single cells are stacked, and these are sandwiched by end plates disposed on both outer sides of both current collector plates. Some battery stacks are configured, and the fuel cell stack is covered with a stack case for waterproofing.
In this fuel cell, both end plates connected to the current collector plate are fixed to the inner surface of the stack case via an insulating structure, and the stack case is supported on the vehicle side.

また、燃料電池の車載構造として、エンドプレートを合成樹脂製とし、このエンドプレートにおいて燃料電池を車両ボディに取り付ける構造のものがある（例えば特許文献１参照）。
特開２００６−３３１６４８号公報 Further, as a vehicle-mounted structure of a fuel cell, there is a structure in which an end plate is made of a synthetic resin and the fuel cell is attached to a vehicle body on the end plate (see, for example, Patent Document 1).
JP 2006-331648 A

ところで、上記のような燃料電池を車載するにあたっては、燃料電池を極力小型化及び軽量化する必要がある。   By the way, in order to mount the fuel cell as described above, it is necessary to reduce the size and weight of the fuel cell as much as possible.

そこで、本発明は、小型化及び軽量化可能な燃料電池及びその車載構造を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a fuel cell that can be reduced in size and weight and a vehicle-mounted structure thereof.

上記目的を達成するため、本発明の燃料電池は、燃料ガスと酸化ガスとの電気化学反応により発電を行うセルが複数積層されてなるセル積層体および前記セル積層体の積層方向両端部にそれぞれ設けられたエンドプレートを備えて構成される燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックを覆うスタックカバーと、を備えた燃料電池であって、前記燃料電池スタックの少なくとも積層方向一端側が絶縁性のエンドプレートで支持されるとともに、前記スタックカバーの開口部が前記絶縁性のエンドプレートで閉塞されてなるものである。   In order to achieve the above object, the fuel cell of the present invention includes a cell laminate in which a plurality of cells that generate power by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidizing gas are laminated, and both ends in the stacking direction of the cell laminate. A fuel cell comprising a fuel cell stack comprising an end plate provided, and a stack cover covering the fuel cell stack, wherein at least one end side in the stacking direction of the fuel cell stack is an insulating end plate And the opening of the stack cover is closed by the insulating end plate.

かかる構成の燃料電池によれば、エンドプレートを絶縁性とし、このエンドプレートでスタックカバーの開口部を閉塞するため、エンドプレートがスタックケースの一部を構成して燃料電池スタックを覆うことになる。よって、外形寸法を小さくすることが可能となり、小型化及び軽量化が可能となる。   According to the fuel cell having such a configuration, since the end plate is insulative and the end plate closes the opening of the stack cover, the end plate forms a part of the stack case and covers the fuel cell stack. . Therefore, the outer dimensions can be reduced, and the size and weight can be reduced.

また、この燃料電池を、絶縁性のエンドプレートを介して車両側に支持することができる。   Further, the fuel cell can be supported on the vehicle side through an insulating end plate.

かかる構成の燃料電池の車載構造によれば、燃料電池の重量をスタックカバーに負担させるのではなくエンドプレートに負担させるので、スタックカバーの高剛性化及び高強度化の必要性が低くなり、軽量化が可能となる。   According to the on-vehicle structure of the fuel cell having such a configuration, the weight of the fuel cell is not borne on the stack cover but on the end plate, so that the necessity for increasing the rigidity and strength of the stack cover is reduced, and the weight is reduced. Can be realized.

この場合、前記燃料電池を、前記絶縁性のエンドプレートを介して、車両のクロスメンバ、センタトンネル、サイドフレーム、サイドシル、燃料ガスを貯蔵するタンクを支持するタンクフレーム、サスペンションメンバ、車両に駆動力を与えるトラクションモータ、あるいは、燃料電池の発電状態を制御する制御ユニットに付設されたヒートシンクに支持させることができる。   In this case, the fuel cell is driven through the insulating end plate to the vehicle cross member, center tunnel, side frame, side sill, tank frame for supporting the fuel gas storage tank, suspension member, and vehicle. Or a heat sink attached to a control unit that controls the power generation state of the fuel cell.

かかる構成によれば、車両側の剛性の高い部分でエンドプレートを支持できるため、車両側の支持部の高剛性化及び高強度化の必要性が低くなり、車両側の軽量化が可能となる。   According to such a configuration, the end plate can be supported by a portion having high rigidity on the vehicle side, so that the necessity for increasing rigidity and strength of the support portion on the vehicle side is reduced, and the weight on the vehicle side can be reduced. .

また、前記燃料電池スタックの積層方向他端側を支持するエンドプレートに棒状部材が設けられていると共に、前記棒状部材が前記スタックカバーを貫通して車両側に支持されるようにしても良い。   Further, a rod-shaped member may be provided on an end plate that supports the other end side in the stacking direction of the fuel cell stack, and the rod-shaped member may be supported on the vehicle side through the stack cover.

かかる構成によれば、燃料電池スタックを両持ちの状態にて安定的に車両側に支持することができる。   According to such a configuration, the fuel cell stack can be stably supported on the vehicle side in a state where both ends are supported.

また、前記エンドプレートが、導電性のコア部材に非導電性の表面処理を施して形成されている場合に、前記コア部材を車両側に非絶縁状態で支持するようにしても良い。   Further, when the end plate is formed by subjecting a conductive core member to non-conductive surface treatment, the core member may be supported on the vehicle side in a non-insulated state.

かかる構成によれば、エンドプレートのコア部材と車両側とを等電位でグラウンドとすることができる。   According to this configuration, the core member of the end plate and the vehicle side can be grounded at an equal potential.

この場合、前記スタックカバーに前記コア部材と導通する導電層を設けても良い。   In this case, a conductive layer that is electrically connected to the core member may be provided on the stack cover.

かかる構成によれば、スタックカバー及びエンドプレートを車両側の電位とすることができ、電気ノイズシールドの能力を高めることができる。   According to such a configuration, the stack cover and the end plate can be set to the electric potential on the vehicle side, and the capability of the electric noise shield can be enhanced.

本発明によれば、小型化及び軽量化可能な燃料電池及びその車載構造を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fuel cell which can be reduced in size and weight, and its vehicle-mounted structure can be provided.

本発明に係る燃料電池及びその車載構造の第１実施形態を、図１〜図４を参照しつつ説明する。   A first embodiment of a fuel cell and its in-vehicle structure according to the present invention will be described with reference to FIGS.

燃料電池１は、図１に示すように、燃料ガスと酸化ガスとの電気化学反応により発電を行う基本単位のセル２が複数積層されたセル積層体３と、セル２の積層方向におけるセル積層体３の一端に配置された集電板としてのターミナルプレート４と、ターミナルプレート４のセル積層体３とは反対側に配置された絶縁性のエンドプレート５と、セル２の積層方向におけるセル積層体３の他端に配置された集電板としてのターミナルプレート６と、ターミナルプレート６のセル積層体３とは反対側に配置された絶縁性のエンドプレート７と、２枚のエンドプレート５，７同士を連結させる図示略の複数のテンションプレートとを主体として構成された燃料電池スタック９を備えている。
すなわち、燃料電池スタック９は、セル積層体３が２枚のエンドプレート５，７に挟持された状態で支持されてなる。ここで、エンドプレート５，７は、全体が絶縁性の合成樹脂材料からなり、あるいは導電性の部材を絶縁性の合成樹脂材料で被覆して構成されている。 As shown in FIG. 1, the fuel cell 1 includes a cell stack 3 in which a plurality of basic unit cells 2 that generate power by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidizing gas are stacked, and a cell stack in the stacking direction of the cells 2. A terminal plate 4 as a current collector disposed at one end of the body 3, an insulating end plate 5 disposed on the opposite side of the cell stack 3 of the terminal plate 4, and cell stacking in the stacking direction of the cells 2 A terminal plate 6 as a current collecting plate disposed at the other end of the body 3, an insulating end plate 7 disposed on the opposite side of the cell laminate 3 of the terminal plate 6, and two end plates 5, The fuel cell stack 9 is mainly composed of a plurality of tension plates (not shown) that connect the members 7 together.
That is, the fuel cell stack 9 is supported in a state where the cell stack 3 is sandwiched between the two end plates 5 and 7. Here, the end plates 5 and 7 are entirely made of an insulating synthetic resin material, or are configured by covering a conductive member with an insulating synthetic resin material.

燃料電池スタック９には、一方のエンドプレート５のセル積層体３とは反対側に、燃料ガスおよび酸化ガスをセル積層体３に供給するためのシステム構成部品８が取り付けられている。
システム構成部品８には、例えば、燃料ガスタンクからの燃料ガスを燃料電池スタック９に供給する燃料供給配管の一部と、燃料電池スタック９から排出された燃料オフガスを前記燃料供給配管に戻す循環配管と、燃料供給配管に設けられて燃料ガスの圧力を調整するレギュレータと、循環配管に設けられた循環ポンプおよび気液分離器と、気液分離器に接続されて燃料オフガスを外部にパージする排出配管と、排出配管に設けられた排出弁と、が含まれる。 A system component 8 for supplying fuel gas and oxidizing gas to the cell stack 3 is attached to the fuel cell stack 9 on the side opposite to the cell stack 3 of one end plate 5.
The system component 8 includes, for example, a part of a fuel supply pipe that supplies fuel gas from a fuel gas tank to the fuel cell stack 9 and a circulation pipe that returns the fuel off-gas discharged from the fuel cell stack 9 to the fuel supply pipe. A regulator for adjusting the pressure of the fuel gas provided in the fuel supply pipe, a circulation pump and a gas-liquid separator provided in the circulation pipe, and a discharge connected to the gas-liquid separator for purging the fuel off gas to the outside A pipe and a discharge valve provided in the discharge pipe are included.

そして、第１実施形態において、燃料電池スタック９には、両端が開口する筒状をなす絶縁性のスタックカバー１０が、２枚のエンドプレート５，７間にセル積層体３を覆うように配置されている。このスタックカバー１０は一端の開口部１１が、隙間をシールするためのシール部１２を介してエンドプレート５に取り付けられており、他端の開口部１３が、隙間をシールするためのシール部１４を介してエンドプレート７に取り付けられている。
これにより、スタックカバー１０は両側の開口部１１，１３がシール部１２，１４及びエンドプレート５，７で閉塞されることになり、これらスタックカバー１０、シール部１２，１４及びエンドプレート５，７で、燃料電池スタック９を防水するためのスタックケース１５が構成されている。 In the first embodiment, in the fuel cell stack 9, a cylindrical insulating stack cover 10 having both ends opened is disposed so as to cover the cell stack 3 between the two end plates 5 and 7. Has been. The stack cover 10 has an opening 11 at one end attached to the end plate 5 via a seal portion 12 for sealing the gap, and an opening 13 at the other end is a seal portion 14 for sealing the gap. It is attached to the end plate 7 via.
As a result, the opening portions 11 and 13 on both sides of the stack cover 10 are closed by the seal portions 12 and 14 and the end plates 5 and 7, and the stack cover 10, the seal portions 12 and 14 and the end plates 5 and 7 are closed. Thus, a stack case 15 for waterproofing the fuel cell stack 9 is configured.

また、燃料電池スタック９には、一端が開口する有底筒状をなすカバー１６がエンドプレート５のスタックカバー１０とは反対側に、システム構成部品８を覆うように配置されている。このカバー１６は、その開口部１７がシール部１８を介してエンドプレート５に取り付けられており、これにより、開口部１７がエンドプレート５及びシール部１８で閉塞されている。   In the fuel cell stack 9, a cover 16 having a bottomed cylindrical shape with one end opened is disposed on the opposite side of the end plate 5 from the stack cover 10 so as to cover the system component 8. The cover 16 has an opening 17 attached to the end plate 5 via a seal portion 18, whereby the opening 17 is closed by the end plate 5 and the seal portion 18.

そして、燃料電池スタック９とスタックケース１５とを備えて構成される燃料電池１が、セル積層体３の両側に配置された絶縁性のエンドプレート５，７を介して、車両側に支持されている。つまり、システム構成部品８が取り付けられた一方のエンドプレート５が例えば同一面方向に配置された支持部材２０を介して車両側の支持部２１に支持され、他方のエンドプレート７が例えばセル２の積層方向に沿って配置された支持部材２２を介して車両側の支持部２３に支持されている。   The fuel cell 1 including the fuel cell stack 9 and the stack case 15 is supported on the vehicle side via the insulating end plates 5 and 7 disposed on both sides of the cell stack 3. Yes. That is, one end plate 5 to which the system component 8 is attached is supported by the vehicle-side support portion 21 via, for example, the support member 20 arranged in the same plane direction, and the other end plate 7 is, for example, the cell 2. It is supported by the vehicle side support part 23 via the support member 22 arranged along the stacking direction.

ここで、車両側の支持部２１，２３としては、図２に示す車体フロア２５において車幅方向に延設された補強用の閉断面構造のクロスメンバ２６、車体フロア２５の車幅方向の中央において車体前後方向に延設された、図示略の後輪駆動ドライブシャフトの配設用の開断面構造のセンタトンネル２７、車体フロア２５の車幅方向の両側で車体前後方向に延設された補強用の閉断面構造のサイドフレーム２８またはサイドシル２９等のフロア高剛性部や、図示略の燃料ガスタンクを支持するために車幅方向に延設された高剛性の閉断面構造のタンクフレーム３０、車輪を支持するために車幅方向に延設された高剛性のサスペンションメンバ３２、前輪駆動用の図３に示すドライブシャフト３３を有するトラクションモータ３４の高剛性のケース３５、及び、燃料電池１の発電状態を制御するための図４に示すパワーコントロールユニット（制御ユニット）３６に付設された、冷媒ＬＬＣが流通する高剛性の冷却用ヒートシンク３７の中から適宜のものが選択される。なお、パワーコントロールユニット３６用のヒートシンク３７に支持する場合、車両のクラッシャブルゾーンではないゾーンに配置することになる。   Here, as the vehicle side support portions 21 and 23, a cross member 26 having a closed sectional structure for reinforcement extending in the vehicle width direction in the vehicle body floor 25 shown in FIG. The center tunnel 27 having an open sectional structure for disposing a rear wheel drive drive shaft (not shown) extended in the longitudinal direction of the vehicle body, and the reinforcement extending in the longitudinal direction of the vehicle body on both sides in the vehicle width direction of the vehicle body floor 25 High-rigidity floor frame such as a side frame 28 or side sill 29 having a closed cross-section structure for use, a tank frame 30 having a high-rigidity closed cross-section structure extending in the vehicle width direction to support a fuel gas tank (not shown), wheels High-rigidity case of a traction motor 34 having a high-rigidity suspension member 32 extending in the vehicle width direction to support the vehicle and a drive shaft 33 shown in FIG. 5 and an appropriate one from among the high-rigidity cooling heat sinks 37 circulated through the refrigerant LLC attached to the power control unit (control unit) 36 shown in FIG. 4 for controlling the power generation state of the fuel cell 1 Is selected. In addition, when supporting to the heat sink 37 for power control units 36, it will arrange | position in the zone which is not a crushable zone of a vehicle.

以上に述べた第１実施形態によれば、燃料電池１が、エンドプレート５，７を絶縁性とし、これらのエンドプレート５，７でスタックカバー１０の両側の開口部１１，１３を閉塞するため、エンドプレート５，７がスタックケース１５の一部を構成して燃料電池スタック３を覆って防水を行うことになる。よって、外形寸法を小さくすることが可能となり、小型化及び軽量化が可能となる。   According to the first embodiment described above, the fuel cell 1 makes the end plates 5 and 7 insulative and closes the openings 11 and 13 on both sides of the stack cover 10 with these end plates 5 and 7. The end plates 5 and 7 constitute a part of the stack case 15 and cover the fuel cell stack 3 for waterproofing. Therefore, the outer dimensions can be reduced, and the size and weight can be reduced.

また、この燃料電池１が、エンドプレート５，７を介して車両側に支持されるため、スタックカバー１０にて燃料電池スタック９の重量を負担する必要がなくなってスタックカバー１０の高剛性化及び高強度化の必要性が低くなり、この点でも軽量化が可能となる。   In addition, since the fuel cell 1 is supported on the vehicle side via the end plates 5 and 7, it is not necessary to bear the weight of the fuel cell stack 9 in the stack cover 10, and the stack cover 10 is made to have high rigidity and The need for higher strength is reduced, and weight can be reduced in this respect as well.

また、燃料電池１のエンドプレート５，７が、クロスメンバ２６、センタトンネル２７、サイドフレーム２８、サイドシル２９、タンクフレーム３０、サスペンションメンバ３２、トラクションモータ３４、パワーコントロールユニット３６用のヒートシンク３７のいずれかに支持されるため、車両側の剛性の高い部分にエンドプレート５，７を支持でき、車両側の支持部２１，２３の高剛性化及び高強度化の必要性が低くなり、車両側の軽量化が可能となる。   In addition, the end plates 5 and 7 of the fuel cell 1 are any of the cross member 26, the center tunnel 27, the side frame 28, the side sill 29, the tank frame 30, the suspension member 32, the traction motor 34, and the heat sink 37 for the power control unit 36. Therefore, the end plates 5 and 7 can be supported on a portion having high rigidity on the vehicle side, and the necessity for increasing rigidity and strength of the support portions 21 and 23 on the vehicle side is reduced. Weight reduction is possible.

しかも、燃料電池１をセル積層体３の積層方向両側に配置されたエンドプレート５，７を介した両持ち状態で安定的に車両側に支持することができる。   In addition, the fuel cell 1 can be stably supported on the vehicle side in the both-end supported state via the end plates 5 and 7 disposed on both sides of the cell stack 3 in the stacking direction.

本発明に係る燃料電池及びその車載構造の第２実施形態を、主に図５を参照しつつ第１実施形態との相違部分を中心に説明する。   A fuel cell according to a second embodiment of the present invention and an in-vehicle structure thereof will be described mainly with reference to FIG. 5 with a focus on differences from the first embodiment.

第２実施形態において、燃料電池１Ａは、そのスタックカバー１０Ａが、一端に開口部１１を有する有底筒状をなしており、一方のエンドプレート５にセル積層体３及び他方のエンドプレート７を覆うように配置されている。このスタックカバー１０Ａも、その開口部１１がシール部１２を介してエンドプレート５に取り付けられており、これにより、開口部１１がエンドプレート５で閉塞されている。これらスタックカバー１０Ａ、シール部１２及びエンドプレート５でスタックケース１５Ａが構成されている。   In the second embodiment, the fuel cell 1 </ b> A has a stack cover 10 </ b> A having a bottomed cylindrical shape having an opening 11 at one end, and the cell stack 3 and the other end plate 7 are placed on one end plate 5. It is arranged to cover. The stack cover 10 </ b> A also has an opening 11 attached to the end plate 5 via a seal portion 12, whereby the opening 11 is closed by the end plate 5. The stack cover 10A, the seal portion 12, and the end plate 5 constitute a stack case 15A.

そして、スタックカバー１０Ａで覆われている他方のエンドプレート７にセル２の積層方向に沿って延出する丸棒等の棒状部材４０が設けられており、この棒状部材４０がスタックカバー１０Ａの底部の挿通穴４１を貫通している。スタックカバー１０Ａの挿通穴４１と棒状部材４０との間にも、これらの隙間をシールするシール部４２が設けられている。   The other end plate 7 covered with the stack cover 10A is provided with a rod-like member 40 such as a round bar extending along the stacking direction of the cells 2, and this rod-like member 40 is the bottom of the stack cover 10A. The insertion hole 41 is penetrated. Between the insertion hole 41 of the stack cover 10 </ b> A and the rod-shaped member 40, a seal portion 42 that seals these gaps is provided.

第２実施形態においても、燃料電池１Ａは、エンドプレート５と、エンドプレート７に固定された棒状部材４０とにおいて車両側に支持される。   Also in the second embodiment, the fuel cell 1 </ b> A is supported on the vehicle side by the end plate 5 and the rod-like member 40 fixed to the end plate 7.

以上に述べた第２実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。   According to the second embodiment described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

次に、本発明に係る燃料電池及びその車載構造の第３実施形態を、図６及び図７を参照しつつ第１実施形態との相違部分を中心に説明する。   Next, a fuel cell according to a third embodiment of the present invention and an in-vehicle structure thereof will be described with reference to FIGS. 6 and 7 focusing on differences from the first embodiment.

第３実施形態において、燃料電池１Ｂは、エンドプレート７Ｂが導電性を有する板状のコア部材４５に非導電性の表面処理を施して形成されており、表面の非導電層４６において燃料電池スタック３に接触する一方、コア部材４５を介することで車両側に非絶縁状態で支持されている。つまり、導電性のコア部材４５が導電性の締結部材４７を介して導電性の支持部材４８に連結され、この支持部材４８を介して車両側の導電性の支持部２３Ｂに支持されている。なお、符号４９は燃料ガス、燃料オフガス、酸化ガス、酸化オフガス、冷媒のいずれかが流通する流通孔である。   In the third embodiment, in the fuel cell 1B, the end plate 7B is formed by subjecting a plate-like core member 45 having conductivity to a non-conductive surface treatment, and a fuel cell stack is formed in the non-conductive layer 46 on the surface. 3 is supported on the vehicle side in a non-insulated state through the core member 45. That is, the conductive core member 45 is connected to the conductive support member 48 via the conductive fastening member 47 and supported by the conductive support portion 23 </ b> B on the vehicle side via the support member 48. Reference numeral 49 denotes a flow hole through which any one of fuel gas, fuel off gas, oxidizing gas, oxidizing off gas, and refrigerant flows.

また、筒状のスタックカバー１０Ｂが導電性の締結部材５０を介してエンドプレート７Ｂに連結されている。このスタックカバー１０Ｂには、締結部材５０を介してエンドプレート７Ｂのコア部材４５と導通する図７に示す導電層５１が設けられている。このスタックカバー１０Ｂは、導電層５１の内側に、燃料電池スタック３との空間距離を短くするための樹脂製の絶縁層５２が設けられており、導電層５１の外側に、導電層５１が導通してしまったときのフェールセーフのための樹脂製の絶縁層５３が設けられている。
なお、図示は略すが、反対のエンドプレート側も同様の構造になっている。 A cylindrical stack cover 10B is connected to the end plate 7B via a conductive fastening member 50. The stack cover 10B is provided with a conductive layer 51 shown in FIG. 7 that is electrically connected to the core member 45 of the end plate 7B via the fastening member 50. In this stack cover 10B, a resin insulating layer 52 for shortening the spatial distance from the fuel cell stack 3 is provided inside the conductive layer 51, and the conductive layer 51 is electrically connected to the outside of the conductive layer 51. A resin insulating layer 53 is provided for fail-safe operation.
In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the opposite end plate side is also the same structure.

以上に述べた第３実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。その上、エンドプレート７Ｂのコア部材４５と車両側とを等電位でグラウンドとすることができる。   According to the third embodiment described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. In addition, the core member 45 of the end plate 7B and the vehicle side can be grounded at an equal potential.

また、スタックカバー１０Ｂに導電層５１が設けられているため、スタックカバー１０Ｂ、エンドプレート７Ｂ及び反対側の図示略のエンドプレートからなるスタックケース（エンクロージャ）の全体を車両側の電位とすることができ、電気ノイズシールドの能力を高めることができる。   Further, since the conductive layer 51 is provided on the stack cover 10B, the entire stack case (enclosure) composed of the stack cover 10B, the end plate 7B, and the end plate (not shown) on the opposite side may be set to the electric potential on the vehicle side. And the ability of the electric noise shield can be enhanced.

次に、本発明に係る燃料電池及びその車載構造の第４実施形態を、図８を参照しつつ第１実施形態との相違部分を中心に説明する。   Next, a fuel cell according to a fourth embodiment of the present invention and its in-vehicle structure will be described with reference to FIG. 8 focusing on the differences from the first embodiment.

第４実施形態において、燃料電池１Ｃは、複数（図８では２つ）のセル積層体３Ｃ，３Ｃが並設されることにより、個々の積層長が短くされており、これらセル積層体３Ｃ，３Ｃのそれぞれの一端が、システム構成部品８が取り付けられるエンドプレート５Ｃに共通で固定されている。また、これらセル積層体３Ｃ，３Ｃの他端は、個別のエンドプレート７Ｃ，７Ｃに固定されている。
そして、スタックカバー１０Ｃが、一端に開口部１１Ｃを有する有底筒状をなしており、一方のエンドプレート５Ｃにセル積層体３Ｃ，３Ｃ及び他方のエンドプレート７Ｃ，７Ｃを覆うように配置されている。これにより、開口部１１Ｃがシール部１２Ｃを介してエンドプレート５Ｃで閉塞されており、これらでスタックケース１５Ｃが構成されている。 In the fourth embodiment, the fuel cell 1C has a plurality of (two in FIG. 8) cell stacks 3C, 3C arranged in parallel, so that the individual stack lengths are shortened. One end of each of the 3Cs is fixed in common to an end plate 5C to which the system component 8 is attached. The other ends of the cell stacks 3C and 3C are fixed to individual end plates 7C and 7C.
The stack cover 10C has a bottomed cylindrical shape having an opening 11C at one end, and is disposed so as to cover the cell stacks 3C, 3C and the other end plates 7C, 7C on one end plate 5C. Yes. As a result, the opening 11C is blocked by the end plate 5C via the seal portion 12C, and the stack case 15C is configured by these.

この場合、一方のエンドプレート５Ｃが車両側に取り付けられることになり、このエンドプレート５Ｃの片持ちによって燃料電池１Ｃが車両側に支持されることになる。
つまり、本実施形態の燃料電池１Ｃは、例えば図１に示す実施形態と比較して、同じセル数であれば、セル積層体３Ｃ，３Ｃ（図８）の積層長が短くなるので、車両側への片持ちでの安定的な支持に一層適した形態となっている。 In this case, one end plate 5C is attached to the vehicle side, and the fuel cell 1C is supported on the vehicle side by cantilevering the end plate 5C.
That is, in the fuel cell 1C of the present embodiment, the stack length of the cell stacks 3C and 3C (FIG. 8) is reduced if the number of cells is the same as that of the embodiment shown in FIG. It is in a form more suitable for stable support with a cantilever.

本発明に係る燃料電池及びその車載構造の第１実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 1st Embodiment of the fuel cell which concerns on this invention, and its vehicle-mounted structure. 同燃料電池の車載位置を説明するための車体フロアの平面図である。It is a top view of the vehicle body floor for demonstrating the vehicle-mounted position of the fuel cell. 同燃料電池の車載位置を説明するためのトラクションモータの側面図である。It is a side view of the traction motor for demonstrating the vehicle-mounted position of the fuel cell. 同燃料電池の車載位置を説明するためのヒートシンク等を示す側面図である。It is a side view which shows the heat sink etc. for demonstrating the vehicle-mounted position of the fuel cell. 本発明に係る燃料電池及びその車載構造の第２実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 2nd Embodiment of the fuel cell which concerns on this invention, and its vehicle-mounted structure. 本発明に係る燃料電池及びその車載構造の第３実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 3rd Embodiment of the fuel cell which concerns on this invention, and its vehicle-mounted structure. 本発明に係る燃料電池及びその車載構造の第３実施形態のスタックカバーを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the stack cover of 3rd Embodiment of the fuel cell which concerns on this invention, and its vehicle-mounted structure. 本発明に係る燃料電池及びその車載構造の第４実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 4th Embodiment of the fuel cell which concerns on this invention, and its vehicle-mounted structure.

符号の説明Explanation of symbols

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…燃料電池、３，３Ｃ…セル積層体、５，５Ｃ，７，７Ｂ，７Ｃ…エンドプレート、９…燃料電池スタック、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…スタックカバー、１１，１１Ｃ…開口部、２６…クロスメンバ、２７…センタトンネル、２８…サイドフレーム、サイドシル２９、３０…タンクフレーム、３２…サスペンションメンバ、３４…トラクションモータ、３６…パワーコントロールユニット（制御ユニット）、３７…ヒートシンク、４０…棒状部材、４５…コア部材、５１…導電層。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A, 1B, 1C ... Fuel cell, 3, 3C ... Cell laminated body, 5, 5C, 7, 7B, 7C ... End plate, 9 ... Fuel cell stack, 10, 10A, 10B, 10C ... Stack cover, 11 , 11C ... opening, 26 ... cross member, 27 ... center tunnel, 28 ... side frame, side sill 29, 30 ... tank frame, 32 ... suspension member, 34 ... traction motor, 36 ... power control unit (control unit), 37 ... heat sink, 40 ... rod-shaped member, 45 ... core member, 51 ... conductive layer.

Claims (12)

燃料ガスと酸化ガスとの電気化学反応により発電を行うセルが複数積層されてなるセル積層体および前記セル積層体の積層方向両端部にそれぞれ設けられたエンドプレートを備えて構成される燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックを覆うスタックカバーと、を備えた燃料電池であって、
前記燃料電池スタックの少なくとも積層方向一端側が絶縁性のエンドプレートで支持されるとともに、前記スタックカバーの開口部が前記絶縁性のエンドプレートで閉塞されてなる燃料電池。 A fuel cell stack comprising a cell stack in which a plurality of cells that generate power by electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidizing gas are stacked, and end plates provided respectively at both ends of the cell stack in the stacking direction And a stack cover that covers the fuel cell stack,
A fuel cell in which at least one end in the stacking direction of the fuel cell stack is supported by an insulating end plate, and an opening of the stack cover is closed by the insulating end plate. 燃料電池を車両に搭載する燃料電池の車載構造であって、
請求項１記載の燃料電池が、前記絶縁性のエンドプレートを介して、車両側に支持される燃料電池の車載構造。 A fuel cell mounting structure for mounting a fuel cell on a vehicle,
An on-vehicle structure of a fuel cell, wherein the fuel cell according to claim 1 is supported on a vehicle side via the insulating end plate. 前記燃料電池が、前記絶縁性のエンドプレートを介して、前記車両のクロスメンバに支持される請求項２に記載の燃料電池の車載構造。   The on-vehicle structure of the fuel cell according to claim 2, wherein the fuel cell is supported by a cross member of the vehicle via the insulating end plate. 前記燃料電池が、前記絶縁性のエンドプレートを介して、前記車両のセンタトンネルに支持される請求項２に記載の燃料電池の車載構造。   The on-vehicle structure of the fuel cell according to claim 2, wherein the fuel cell is supported by a center tunnel of the vehicle via the insulating end plate. 前記燃料電池が、前記絶縁性のエンドプレートを介して、前記車両のサイドフレームまたはサイドシルに支持される請求項２に記載の燃料電池の車載構造。   The in-vehicle structure of the fuel cell according to claim 2, wherein the fuel cell is supported on a side frame or a side sill of the vehicle via the insulating end plate. 前記燃料電池が、前記絶縁性のエンドプレートを介して、前記燃料ガスを貯蔵するタンクを支持する前記車両のタンクフレームに支持される請求項２に記載の燃料電池の車載構造。   The in-vehicle structure of the fuel cell according to claim 2, wherein the fuel cell is supported by a tank frame of the vehicle that supports a tank that stores the fuel gas, through the insulating end plate. 前記燃料電池が、前記絶縁性のエンドプレートを介して、前記車両のサスペンションメンバに支持される請求項２に記載の燃料電池の車載構造。   The fuel cell vehicle-mounted structure according to claim 2, wherein the fuel cell is supported by a suspension member of the vehicle via the insulating end plate. 前記燃料電池が、前記絶縁性のエンドプレートを介して、前記車両に駆動力を与えるトラクションモータに支持される請求項２に記載の燃料電池の車載構造。   The in-vehicle structure of the fuel cell according to claim 2, wherein the fuel cell is supported by a traction motor that gives a driving force to the vehicle via the insulating end plate. 前記燃料電池が、前記絶縁性のエンドプレートを介して、当該燃料電池の発電状態を制御する制御ユニットに付設されたヒートシンクに支持される請求項２に記載の燃料電池の車載構造。   The in-vehicle structure of the fuel cell according to claim 2, wherein the fuel cell is supported by a heat sink attached to a control unit that controls a power generation state of the fuel cell via the insulating end plate. 前記燃料電池スタックの積層方向他端側を支持するエンドプレートに棒状部材が設けられていると共に、前記棒状部材が前記スタックカバーを貫通して車両側に支持される請求項２乃至９のいずれか一項に記載の燃料電池の車載構造。   The rod-shaped member is provided on an end plate that supports the other end side of the fuel cell stack in the stacking direction, and the rod-shaped member penetrates the stack cover and is supported on the vehicle side. The on-vehicle structure of the fuel cell according to one item. 前記絶縁性のエンドプレートは、導電性のコア部材に非導電性の表面処理を施して形成されており、前記コア部材が車両側に非絶縁状態で支持される請求項２に記載の燃料電池の車載構造。   The fuel cell according to claim 2, wherein the insulating end plate is formed by subjecting a conductive core member to a nonconductive surface treatment, and the core member is supported in a non-insulated state on a vehicle side. In-vehicle structure. 前記スタックカバーに前記コア部材と導通する導電層を設けてなる請求項１１に記載の燃料電池の車載構造。   The fuel cell vehicle-mounted structure according to claim 11, wherein a conductive layer that is electrically connected to the core member is provided on the stack cover.
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