JP2010135114A - 燃料電池ケースおよび車両 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池ケースが変形することを抑制する技術を提供する。
【解決手段】燃料電池を保護するための略直方体形状の燃料電池ケースであって、燃料電池ケースの所定面部であって、所定面部に沿った第１方向に延びる複数の第１凹部と、第１方向と略直行する第２方向に延び、第１凹部を分断する第２凹部と、から成る断面剛性向上部を含む所定面部を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃料電池ケースに関する。

内部に燃料電池を配置し、燃料電池と燃料電池外部との絶縁を図ると共に、燃料電池を保護する燃料電池ケースが知られている（特許文献１参照）。

特開２００６−０４０７５２号公報

しかしながら、燃料電池ケースに外力が加わった場合に、燃料電池ケースが変形し、内部に配置された燃料電池と、燃料電池外部の装置とが短絡したり、燃料電池が損傷するなどの不具合が生じるおそれがあった。燃料電池ケースに外力が加わる場合とは、例えば、燃料電池ケース（燃料電池）が、自動車などの移動体に搭載されている場合に、衝突等で移動体に外力が加わり、その結果、燃料電池ケースにもその外力が波及する場合などが考えられる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、燃料電池ケースが変形することを抑制する技術を提供することを目的とする。

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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

[適用例１]
燃料電池を保護するための略直方体形状の燃料電池ケースであって、前記燃料電池ケースの所定面部であって、前記所定面部に沿った第１方向に延びる複数の第１凹部と、前記第１方向と略直行する第２方向に延び、前記第１凹部を分断する第２凹部と、から成る断面剛性向上部を含む所定面部を備えることを要旨とする。

上記構成の燃料電池ケースによれば、燃料電池ケースが変形することを抑制することができる。

[適用例２]
適用例１に記載の燃料電池ケースにおいて、前記所定面部は、鉛直方向に対して上向きの上面部であることを特徴とする燃料電池ケース。

このようにすれば、燃料電池ケースが変形することを抑制することができる。

[適用例３]
適用例１または適用例２に記載の燃料電池ケースにおいて、前記第１方向は、前記所定面部の第１の辺に沿った方向であり、前記第２方向は、前記所定面部において前記第１の辺に略直行する第２の辺に沿った方向であることを特徴とする燃料電池ケース。

このようにすれば、燃料電池ケースにおいて、第１方向に対する断面剛性を向上させることができると共に、曲げ応力が生じることを抑制することができる。

[適用例４]
適用例３に記載の燃料電池ケースにおいて、前記第１の辺は、前記第２の辺より長いことを特徴とする燃料電池ケース。

このようにすれば、燃料電池ケースが変形することを抑制することができる。

[適用例５]
適用例１ないし適用例４のいずれかに記載の燃料電池ケースにおいて、内部に前記燃料電池が配置され、前記所定面部と、前記所定面部に隣接する側面部とから成る蓋部を備え、前記蓋部において、前記断面剛性向上部と、前記側面部とは、それぞれ別部材から構成されていることを特徴とする燃料電池ケース。

このようにすれば、断面剛性向上部を容易に形成することができる。

[適用例６]
適用例５に記載の燃料電池ケースにおいて、前記所定面部は、平面部を備え、前記蓋部において、前記平面部と前記側面部は、同一部材から構成され、前記断面剛性向上部は、複数の凸部を備え、前記凸部が前記平面部に接合されることを特徴とする燃料電池ケース。

このようにすれば、断面剛性向上部を容易に形成することができる。

[適用例７]
車両であって、
適用例１ないし適用例６のいずれかに記載の燃料電池ケースを備え、前記燃料電池ケースは、前記第１方向が、前記車両の進行方向に対して略直行する左右方向となるように、前記車両内部に配置されることを特徴とする車両。

上記構成の車両によれば、例えば、車両が、側面衝突し、燃料電池ケースが車両の進行方向に対する左右方向から外力を受けた場合であっても、左右方向に対する断面剛性が向上されるので、燃料電池ケースが変形することを抑制することができる。

なお、本発明は、上記した装置発明の態様に限ることなく、方法発明としての態様で実現することも可能である。

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：
Ａ１．電気自動車の概要
図１は、本発明の第１実施例における電気自動車ＨＲの概略構成図である。図１に示すように、ｘ方向、ｙ方向、および、ｚ方向を規定する。すなわち、電気自動車ＨＲの前後方向（進行方向）とｙ方向とが一致し、電気自動車ＨＲに対して鉛直方向（上下方向）とｚ方向とが一致し、電気自動車ＨＲの前後方向に対して左右方向がｘ方向と一致する。ｘ方向、ｙ方向、および、ｚ方向は、それぞれ直交する。

本実施例の電気自動車ＨＲは、図１に示すように、車体２０と、前輪ＦＷと、後輪ＲＷと、燃料電池ＦＣと、燃料電池ケース１００とを備える。電気自動車ＨＲは、燃料電池ＦＣに反応ガス（空気や水素）を給排するための装置（コンプレッサや水素タンク等）や、燃料電池ＦＣに関する電気系の装置（二次電池やコンバータ等）や、電気自動車ＨＲの駆動力としてのモータ等、種々の装置を備えているが、図示を省略している。

燃料電池ＦＣは、比較的小型で発電効率に優れる固体高分子型燃料電池である。燃料電池ＦＣは、エンドプレート（図示せず），インシュレータ（図示せず），ターミナル（図示せず），複数の燃料電池セル（図示せず），ターミナル（図示せず），インシュレータ（図示せず），エンドプレート（図示せず）の順に積層され、テンションプレート（図示せず）がボルトによって各エンドプレートに結合されることによって、各燃料電池セルを、積層方向に所定の力で締結する構造となっている。

Ａ２．燃料電池ケースの概要：
図２は、本実施例における燃料電池ケース１００の外観概略構成図である。言い換えれば、図２は、燃料電池ケース１００の斜視図を表している。図３は、図２における燃料電池ケース１００のＡ−Ａ断面を表す図である。

燃料電池ケース１００は、図３に示すように、内部に燃料電池ＦＣを配置（収納）し、燃料電池ＦＣを保護すると共に、燃料電池ＦＣと燃料電池ＦＣの外部装置とを絶縁する。燃料電池ケース１００は、ｘ−ｙ平面上に形成される単辺Ｈ１と長辺Ｈ２とを備え、ｘ−ｙ平面において車体２０の略中央であって、フロアパネル（図示せず）の下に配置される。この場合、燃料電池ケース１００は、単辺Ｈ１がｙ方向（前後方向）に沿い、長辺Ｈ２がｘ方向（左右方向）に沿うように配置される。単辺Ｈ１は、長辺Ｈ２より短い。

図２に示すように、燃料電池ケース１００は、略直方体形状に形成され、蓋部１１０と、底部１２０とを備えている。図１、図３に示すように、燃料電池ケース１００において、燃料電池ＦＣは、底部１２０および蓋部１１０の内部に配置される。蓋部１１０および底部１２０は、絶縁材料から成る。

図２、図３に示すように、燃料電池ケース１００において、蓋部１１０は、略直方体形状に形成され、上方向（鉛直方向上向き）に向いた上面部Ｍと、上面部Ｍに隣接する側面部Ｋとを備える。上述した単辺Ｈ１および長辺Ｈ２は、蓋部１１０において、上面部Ｍの各辺である。

上面部Ｍは、断面剛性向上部Ｊを含む。具体的には、断面剛性向上部Ｊは、複数の凸部１１０Ａと、複数の凹部１１０Ｂと、凹部１１０Ｃと、を備える。断面剛性向上部Ｊと側面部Ｋは、一つのプレートをプレス成形することによって形成され、すなわち、同一部材から成る。側面部Ｋのうち、ｘ方向（電気自動車ＨＲの左右方向、または、長辺Ｈ２に沿った方向）に垂直な面を、特に、側面部Ｋ１とも呼ぶ。側面部Ｋのうち、ｙ方向（電気自動車ＨＲの前後方向、または、単辺Ｈ１に沿った方向）に垂直な面を特に、側面部Ｋ２とも呼ぶ。側面部Ｋは、側面部Ｋ１と側面部Ｋ２とから成る。

図２、図３に示すように、蓋部１１０（断面剛性向上部Ｊ）において、複数の凸部１１０Ａおよび複数の凹部１１０Ｂは、ｘ方向（電気自動車ＨＲの左右方向、または、長辺Ｈ２に沿った方向）に延びるようにそれぞれ形成される。複数の凸部１１０Ａと複数の凹部１１０Ｂとは、ｙ方向（電気自動車ＨＲの前後方向、または、単辺Ｈ１に沿った方向）に交互に配置されている。

図２、図３に示すように、蓋部１１０において、凹部１１０Ｃは、ｘ方向において上面部Ｍの略中央付近からｙ方向（電気自動車ＨＲの前後方向）に延びるように形成され、凸部１１０Ａおよび凹部１１０Ｂを分断するように形成されている。

以上のように、本実施例の電気自動車ＨＲでは、燃料電池ケース１００の断面剛性向上部Ｊを備えている。すなわち、ｘ方向に延びるように形成される複数の凹部１１０Ｂを備えると共に、ｘ方向において上面部Ｍの略中央付近からｙ方向に延びるように形成され、複数の凹部１１０Ｂを分断するように形成される凹部１１０Ｃを備えている。このようにすれば、燃料電池ケース１００において、複数の凹部１１０Ｂを備えることにより、ｘ方向に対する断面剛性を向上させることができると共に、凹部１１０Ｃを備えることにより、ｘ方向から側面部Ｋ１に外力を受けた場合に、ｚ方向に曲げ応力が生じることを抑制することができる。従って、燃料電池ケース１００において、ｘ方向から側面部Ｋ１に所定の外力を受けた場合に、燃料電池ケース１００が変形することを抑制することができる。

本実施例の電気自動車ＨＲでは、燃料電池ケース１００の断面剛性向上部Ｊにおいて、ｘ方向において上面部Ｍの略中央付近からｙ方向に延びるように形成される凹部１１０Ｃを備えている。このようにすれば、燃料電池ケース１００において、ｙ方向に対する断面剛性を向上させることができる。従って、燃料電池ケース１００において、ｙ方向から側面部Ｋ２に外力を受けた場合に、燃料電池ケース１００が変形することを抑制することができる。その結果、燃料電池ＦＣが外部装置と短絡したり、燃料電池ＦＣが損傷したりすることを抑制することができる。

本実施例の電気自動車ＨＲでは、燃料電池ケース１００は、以下のように配置されている。すなわち、複数の凹部１１０Ｂが延びる方向（長辺Ｈ２に沿った方向）と、電気自動車ＨＲの左右方向とが略一致するように配置されると共に、凹部１１０Ｃが延びる方向（単辺Ｈ１に沿った方向）と、電気自動車ＨＲの前後方向とが略一致するように配置されている。言い換えれば、燃料電池ケース１００は、側面部Ｋ１が電気自動車ＨＲの左右方向を向くように配置されている。このようにすれば、例えば、電気自動車ＨＲが、側面衝突（ポール側突）し、燃料電池ケース１００が左右方向から外力を受けた場合であっても、側面部Ｋ１が左右方向に向くように配置されることで左右方向に対する断面剛性が向上されるので、燃料電池ケース１００が変形することを抑制することができる。

本実施例において、電気自動車ＨＲは、特許請求の範囲における車両に該当し、蓋部１１０の上面部Ｍは、特許請求の範囲における所定面部または上面部に該当し、複数の凹部１１０Ｂは、特許請求の範囲における複数の第１凹部に該当し、凹部１１０Ｃは、特許請求の範囲における第２凹部に該当し、断面剛性向上部Ｊは、特許請求の範囲における断面剛性向上部に該当し、ｘ方向（電気自動車ＨＲの左右方向、または、長辺Ｈ２に沿った方向）は、特許請求の範囲における第１方向に該当し、ｙ方向（電気自動車ＨＲの前後方向、または、単辺Ｈ１に沿った方向）は、特許請求の範囲における第２方向に該当し、単辺Ｈ１は、特許請求の範囲における第２の辺に該当し、長辺Ｈ２は、特許請求の範囲における第１の辺に該当する。

Ｂ．第２実施例：
Ｂ１．燃料電池ケースの概略：
図４は、第２実施例の燃料電池ケース１００Ｚの概略構成を示している。本実施例の電気自動車は、燃料電池ケース１００Ｚにおいて、図４に示すように、第１実施例の蓋部１１０とは異なる蓋部１１０Ｚを備えている点で、第１実施例の電気自動車ＨＲと異なる。本実施例の電気自動車は、その他の点では、第１実施例の電気自動車ＨＲと同様の構成となっている。本実施例の電気自動車において、第１実施例の電気自動車ＨＲと同様の構成については、同様の符号を付して、その説明を省略する。

燃料電池ケース１００Ｚにおいて、蓋部１１０Ｚは、図４に示すように、上面部Ｍ１と、側面部Ｋとを備えている。

上面部Ｍ１は、平面部Ｌ１と、断面剛性向上部Ｊ１とから成る。平面部Ｌ１は、鉛直方向に対して上方向に向いた平面である。平面部Ｌ１と側面部Ｋとは、一つのプレートをプレス成形することにより形成され、すなわち、同一部材から成る。

断面剛性向上部Ｊ１は、平面部Ｌ１および側面部Ｋとは、別部材から成り、複数の凸部１１０Ａ１と、複数の凹部１１０Ｂ１と、凹部１１０Ｃ１（図示せず）と、を備える。

蓋部１１０Ｚにおいて、複数の凸部１１０Ａ１および複数の凹部１１０Ｂ１は、ｘ方向（電気自動車ＨＲの左右方向、または、長辺Ｈ２に沿った方向）に延びるようにそれぞれ形成される。複数の凸部１１０Ａ１と複数の凹部１１０Ｂ１とは、ｙ方向（電気自動車ＨＲの前後方向、または、単辺Ｈ１に沿った方向）に交互に配置されている。

蓋部１１０Ｚにおいて、凹部１１０Ｃ１は、ｘ方向において上面部Ｍ１の略中央付近からｙ方向（電気自動車ＨＲの前後方向）に延びるように形成され、凸部１１０Ａ１および凹部１１０Ｂ１を分断するように形成されている。

断面剛性向上部Ｊ１において、凸部１１０Ａ１が、平面部Ｌ１と、接合されている。凸部１１０Ａ１と平面部Ｌ１とは、例えば、スポット溶接により接合されている。

以上のように、本実施例の電気自動車において、断面剛性向上部Ｊ１は、側面部Ｋとは、別部材で構成されている。このようにすれば、断面剛性向上部Ｊ１を容易に形成することができる。

本実施例において、上面部Ｍ１は、特許請求の範囲における所定面部に該当し、平面部Ｌ１は、特許請求の範囲における平面部に該当し、側面部Ｋは、特許請求の範囲における側面部に該当し、断面剛性向上部Ｊ１は、特許請求の範囲における断面剛性向上部に該当し、蓋部１１０Ｚは、特許請求の範囲における蓋部に該当する。

Ｃ．変形例：
なお、上記各実施例における構成要素の中の、独立クレームでクレームされた要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば以下のような変形も可能である。

Ｃ１．変形例１：
上記実施例の燃料電池ケースにおいて、断面剛性向上部は、蓋部の上面部の一部を形成し、すなわち、上面部に設けられていたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、断面剛性向上部は、蓋部の側面部Ｋの一部を形成し、すなわち、側面部Ｋに設けられていてもよい。このようにしても上記実施例の効果を奏することができる。

Ｃ２．変形例２：
上記実施例の電気自動車において、燃料電池ケースは、側面部Ｋ１が電気自動車ＨＲの左右方向を向くように配置されているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、燃料電池ケースは、側面部Ｋ１が電気自動車の前後方向を向くように配置されていてもよい。このようにすれば、例えば、電気自動車が、正面衝突し、燃料電池ケース１００が前後方向から外力を受けた場合であっても、前後方向に対する断面剛性が向上されるので、燃料電池ケースが変形することを抑制することができる。また、燃料電池ケースは、側面部Ｋ１が電気自動車の上下方向を向くように配置されていてもよい。このようにすれば、例えば、電気自動車が、上下方向から外力を受け、それに伴い、燃料電池ケース１００が上下方向から外力を受けた場合であっても、上下方向に対する断面剛性が向上されるので、燃料電池ケースが変形することを抑制することができる。

Ｃ３．変形例３：
上記実施例の電気自動車の断面剛性向上部において、複数の凹部（凹部１１０Ｂまたは凹部１１０Ｂ１）は、ｘ方向（電気自動車ＨＲの左右方向、または、長辺Ｈ２に沿った方向）に延びるようにそれぞれ形成されていたが、本発明は、これに限られるものではない。例えば、これら複数の凹部は、ｘ−ｙ平面に沿った方向であれば、ｘ方向以外の方向に延びるようにそれぞれ形成されていてもよい。このようにしても上記実施例の効果を奏することができる。

Ｃ４．変形例４：
上記実施例の電気自動車の断面剛性向上部において、凹部（凹部１１０Ｃまたは凹部１１０Ｃ１）は、ｙ方向（電気自動車ＨＲの前後方向）に延びるように形成されていたが、本発明は、これに限られるものではない。例えば、この凹部は、ｘ−ｙ平面に沿った方向であれば、ｙ方向以外の方向に延びるように形成されていてもよい。このようにしても上記実施例の効果を奏することができる。

本発明の第１実施例における電気自動車ＨＲの概略構成図である。 第１実施例における燃料電池ケース１００の外観概略構成図である。 図２における燃料電池ケース１００のＡ−Ａ断面を表す図である。 第２実施例の燃料電池ケース１００Ｚの概略構成を示している。

符号の説明

２０…車体
１００，１００Ｚ…燃料電池ケース
１１０，１１０Ｚ…蓋部
１１０Ａ…凸部
１１０Ｂ…凹部
１１０Ｃ…凹部
１１０Ａ１…凸部
１１０Ｂ１…凹部
１２０…底部

Claims (7)

1. 燃料電池を保護するための略直方体形状の燃料電池ケースであって、
   前記燃料電池ケースの所定面部であって、前記所定面部に沿った第１方向に延びる複数の第１凹部と、前記第１方向と略直行する第２方向に延び、前記第１凹部を分断する第２凹部と、から成る断面剛性向上部を含む所定面部を備えることを特徴とする燃料電池ケース。
2. 請求項１に記載の燃料電池ケースにおいて、
   前記所定面部は、鉛直方向に対して上向きの上面部であることを特徴とする燃料電池ケース。
3. 請求項１または請求項２に記載の燃料電池ケースにおいて、
   前記第１方向は、前記所定面部の第１の辺に沿った方向であり、
   前記第２方向は、前記所定面部において前記第１の辺に略直行する第２の辺に沿った方向であることを特徴とする燃料電池ケース。
4. 請求項３に記載の燃料電池ケースにおいて、
   前記第１の辺は、前記第２の辺より長いことを特徴とする燃料電池ケース。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の燃料電池ケースにおいて、
   内部に前記燃料電池が配置され、前記所定面部と、前記所定面部に隣接する側面部とから成る蓋部を備え、
   前記蓋部において、前記断面剛性向上部と、前記側面部とは、それぞれ別部材から構成されていることを特徴とする燃料電池ケース。
6. 請求項５に記載の燃料電池ケースにおいて、
   前記所定面部は、平面部を備え、
   前記蓋部において、前記平面部と前記側面部は、同一部材から構成され、
   前記断面剛性向上部は、複数の凸部を備え、前記凸部が前記平面部に接合されることを特徴とする燃料電池ケース。
7. 車両であって、
   請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の燃料電池ケースを備え、
   前記燃料電池ケースは、
   前記第１方向が、前記車両の進行方向に対して略直行する左右方向となるように、前記車両内部に配置されることを特徴とする車両。

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