CN102448751B - 燃料电池组件及车辆 - Google Patents

Abstract

提供一种能耐受来自燃料电池车的侧面的碰撞的燃料电池系统的搭载结构。具备：收容燃料电池的燃料电池单元(200)；具有设置燃料电池单元(200)的设置面的保护结构体(220)，保护结构体(220)在与燃料电池单元(200)的至少一个侧面对置的位置上具有相对于设置面倾斜设置的倾斜框架(234、235)。在所述至少一个侧面上设有相对于所述设置面倾斜的倾斜凸缘；燃料电池单元的设有倾斜凸缘的侧面与保护结构体的倾斜框架对置，且倾斜框架与倾斜凸缘从侧面看相交叉；从俯视看，燃料电池单元在宽度方向上配置于沿车辆的前后方向延伸的一对框架之间。由此，能以最轻量的结构物来实现燃料电池单元(200)的整个高度的保护。

Description

燃料电池组件及车辆

技术领域

本发明涉及搭载有燃料电池系统的车辆，尤其是涉及燃料电池或DC/DC转换器等的燃料电池的关联装置的搭载结构。

背景技术

开发有一种从燃料电池系统供给电力，驱动车辆行驶用电动机而进行行驶的车辆(以下称为“燃料电池车”)。在燃料电池车中，通过将燃料电池系统的结构构件配置在车辆中央的地板下部，确保碰撞时的安全性。

例如，在日本特开2005-205945号公报中公开有一种车辆搭载结构，将燃料电池单元和辅机单元相邻配置在由燃料电池车的沿着车辆前后方向设置的地板框架和沿着车辆宽度方向设置的横梁所包围的车体地板下部。通过此种结构，能够缩短配管长及配线长，且能够确保碰撞安全性(专利文献1)。

在日本特开2007-245954号公报中公开有一种技术，将燃料电池和驱动电动机搭载在车辆前部的电动机室内，利用支承框架的上侧来支承燃料电池，并将驱动电动机设置在侧框架的下侧，在发生前面碰撞时，沿着引导框架对驱动电动机进行引导(专利文献2)。

在日本特开2007-258164号公报中公开有一种技术，设置架设在燃料电池组的端板之间而为梁形状的构件即载荷承受构件，来承受直接施加给燃料电池的冲击载荷(专利文献3)。

日本特开2008-100585号公报中公开有一种技术，设置以能够在车宽方向上滑动的方式贯通燃料电池组的加强构件，将经由座位而传递的来自车辆侧面的冲击力经由加强构件从碰撞侧向非碰撞侧传递(专利文献4)。

关于对燃料电池的输出电压进行升压或降压的DC-DC转换器，例如在日本特开2007-209161号公报或日本特开2007-318938号公报中进行了公开。这些公报尤其是没有公开向DC-DC转换器的冲击缓和结构(专利文献5及专利文献6)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-205945号公报

专利文献2：日本特开2007-245954号公报

专利文献3：日本特开2007-258164号公报

专利文献4：日本特开2008-100585号公报

专利文献5：日本特开2007-209161号公报

专利文献6：日本特开2007-318938号公报

然而，在上述现有技术的搭载结构中，相对于来自燃料电池车的侧面的物体的碰撞，无法充分地保持燃料电池单元。

例如，专利文献1的技术中，地板框架临时吸收侧面碰撞的冲击，虽然能缓和对燃料电池单元的冲击，但由于侧面碰撞的冲击的强度或物体的高度的不同，而物体可能会进入到燃料电池单元的设置位置。专利文献2的技术虽然能够应对来自车辆前面的碰撞，但未考虑到保护燃料电池组免受来自车辆侧面的冲击的情况。专利文献3及专利文献4的技术是附加有对燃料电池组的机械强度进行加强的构件的发明，但通过向燃料电池添加的程度的加强构件所耐受的冲击存在限度。反之，为了提高冲击耐性而只要提高加强构件的刚性即可，这样不得不增加构件的重量，因此无法避免与车辆重量的增加相伴的燃料利用率的恶化。专利文献5及专利文献6所记载的DC-DC转换器是接近燃料电池设置的周边装置，因此该设置结构存在不完备时，由于车辆碰撞时的冲击可能会刺入燃料电池而引起燃料气体的泄漏。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供一种抑制车辆重量的增加且能够耐受来自燃料电池车的侧面的碰撞的燃料电池系统的搭载结构。

解决上述课题的本发明的燃料电池组件的特征在于，具备：收容燃料电池的燃料电池单元；具有设置燃料电池单元的设置面的保护结构体，其中，保护结构体在与燃料电池单元的至少一个侧面对置的位置上具有相对于设置面倾斜设置的倾斜框架。

在物体从侧面碰撞燃料电池车时，若碰撞的冲击过强，则仅依靠地板框架的话无法吸收尽碰撞的冲击，从而物体进入燃料电池单元。而且，由于碰撞的物体的形状或高度的不同，有时地板框架所产生的防御不会发挥功能，从而物体进入燃料电池单元。根据上述结构，由于将燃料电池单元设置于保护结构体，且在燃料电池单元的侧面设有倾斜框架，因此进入到燃料电池单元的高度的物体最初会抵接在保护结构体或倾斜框架中的任一者的位置。由此，能抑制直接向燃料电池单元施加冲击的情况。并且，在冲击施加给保护结构体或倾斜框架时，燃料电池单元与保护结构体一起朝向物体的进入侧的相反侧移动，并同时吸收碰撞的冲击。因此，能够保护燃料电池单元并同时有效地吸收碰撞的冲击。尤其是保护结构体将受到来自侧面的碰撞的冲击的结构物形成为倾斜框架，因此能以最为轻量的结构物来实现燃料电池单元的整个高度的保护。因此，燃料利用率不会恶化而能成功地提高安全性。

本发明可以根据需要追加以下的形态。

(1)燃料电池单元可以在至少一个侧面上设有相对于向保护结构体设置的面倾斜的倾斜凸缘，保护结构体和燃料电池单元被设置成：燃料电池单元的设有倾斜凸缘的侧面与保护结构体的倾斜框架对置，且倾斜框架与倾斜凸缘在从侧面看相交叉。

根据上述结构，首先，由于在燃料电池单元的侧面设有倾斜凸缘，因此即使物体碰撞到燃料电池单元的侧面的任何高度，都能够对设置在燃料电池单元内的燃料电池进行保护。而且，由于燃料电池单元的倾斜凸缘与保护结构体的倾斜框架交叉设置，因此形成交叉的梁结构，能够进一步提高对来自侧面的冲击的耐性。

(2)可以在燃料电池单元的至少一个面上设置起伏形状。

根据所述结构，由于设有起伏形状的面的机械强度进一步升高，因此能够提供对冲击具有更高的耐性的燃料电池组件。另外，设置起伏形状的面并未受限定，可以为燃料电池单元的上表面、底面、多个侧面中的任一个以上。而且，起伏形状也未受限定，可以适用多个突起结构、凹陷结构、截面为锯齿形状、波形形状等任意的形状。

(3)优选，燃料电池组件搭载于车辆，燃料电池组件以保护结构体的倾斜框架朝向车辆的侧面方向的方式安装于车辆。

根据所述结构，由于保护结构体的倾斜框架位于车辆的侧面方向，因此相对于来自车辆的侧面的碰撞而倾斜框架会受到进入的物体所产生的冲击。由此，能够保护燃料电池单元免受冲击。

(4)优选，保护结构体紧固于构成车辆的框架结构的一部分的加强框架，加强框架和保护结构体由增加紧固强度的托架进行紧固。

根据所述结构，保护结构体与托架一起以高强度紧固于框架结构的一部分。因此，即使碰撞的冲击从车辆的侧面施加给保护结构体，保护结构体也会以其与加强框架的紧固部分为中心进行移动，且燃料电池组件整体进行旋转移动而缓和碰撞的冲击，从而保护燃料电池免受冲击。

(5)优选在保护结构体上的与车辆的前进方向侧相反的一侧设有燃料电池的关联部件。

根据所述结构，燃料电池的关联部件在车辆前进方向的相反侧安装于保护结构体，因此不会受到来自车辆的前方的碰撞的影响，即使发生来自车辆的侧面的碰撞，也会与保护结构体一起进行移动。由此，能够有效地保护耐受冲击比较弱而担心会发生氢供给系统等氢泄漏的燃料电池的关联部件免受碰撞的冲击。

(6)优选在保护结构体的设置面上设置面板。

根据所述结构，由于在保护结构体的设置面上设置的面板能增加保护结构体的机械强度，因此即使从车辆的侧面施加更高的冲击，也能够保护燃料电池单元。

(7)燃料电池单元还可以收纳电源关联装置。

根据所述结构，燃料电池单元除了燃料电池之外，还收纳电源关联装置例如DC-DC转换器，因此能够将电源关联装置也包括在内保护其免受来自车辆侧面的碰撞的冲击。

(8)本发明的一形态可以是具备燃料电池的车辆。该车辆的特征在于，具有燃料电池组件，该燃料电池组件具备：收容燃料电池的燃料电池单元；具有设置燃料电池单元的设置面的保护结构体，其中，保护结构体具有相对于设置面倾斜设置的倾斜框架，保护结构体和燃料电池单元以燃料电池单元的任一侧面与保护结构体的倾斜框架对置的方式设置，且以保护结构体的倾斜框架相对于车辆的前进方向朝向横向的方式安装于车辆。

根据所述结构，由于设置于车辆的燃料电池组件的燃料电池单元设置于保护结构体，在燃料电池单元的侧面设有倾斜框架，且该倾斜框架配置在车辆的侧面方向。因此，进入到燃料电池单元的高度的物体最初会抵接在保护结构体或倾斜框架中的任一者的位置，能抑制直接向燃料电池单元施加冲击的情况。在冲击施加给保护结构体或倾斜框架时，燃料电池单元与保护结构体一起朝向物体的进入侧的相反侧移动，并同时吸收碰撞的冲击。因此，能够保护燃料电池单元并同时有效地吸收碰撞的冲击。尤其是保护结构体将受到来自侧面的碰撞的冲击的结构物形成为倾斜框架，因此能以最为轻量的结构物来实现燃料电池单元的整个高度的保护。因此，燃料利用率不会恶化而能成功地提高安全性。

发明效果

根据本发明，由于燃料电池单元设置于具有倾斜框架的保护结构体，因此不会增加车辆重量而能够保护燃料电池免受来自车辆的侧面的碰撞所产生的冲击。

附图说明

图1是本发明的实施方式的燃料电池系统的系统结构图。

图2是说明实施方式1中的向车辆进行的燃料电池系统的各单元配置的侧视图、俯视图及主视图。

图3是说明实施方式1中的燃料电池组件的配置的车辆底面图。

图4是说明实施方式1中的燃料电池组件的配置的车辆侧视图。

图5是实施方式1中的燃料电池组件及转换器组件的立体图。

图6是说明实施方式1中的燃料电池单元的结构的立体图。

图7是实施方式1中的燃料电池组件的立体图。

图8是实施方式1中的燃料电池组件的组装说明图。

图9是实施方式1中的燃料电池的关联部件的配置说明图。

图10是燃料电池组件中的功能说明图，图10(A)是侧面碰撞时，图10(B)是物体进入到燃料电池单元的位置时的图。

图11是实施方式2中的燃料电池组件的立体图。

图12是说明实施方式2中的燃料电池组件的配置的车辆侧视图。

图13是说明实施方式2中的燃料电池组件的配置的车辆底面图。

图14是说明实施方式2中的燃料电池单元的内部配置的立体图，图14(A)是将燃料电池组纵长地层叠的方式，图14(B)是将燃料电池组横长地层叠的方式。

附图标记说明：

3…冷却液供给系统，4…燃料气体供给系统，7…氧化气体供给系统，9…电力系统，10…燃料电池系统，20、20b、20c…燃料电池，21…高分子电解质膜，22…阳极，23…阴极，24…膜·电极接合体，25…阳极气体通道，26…阴极气体通道，31…冷却路，32…温度传感器，33…散热器，34…阀，35…冷却液泵，36…温度传感器，40…燃料气体供给路，42…燃料气体供给装置，42a…第一燃料气体罐，42b…第二燃料气体罐，43…计量阀，44…压力传感器，45…喷射器，46…截止阀，51…循环路径，52…截止阀，53…气液分离器，54…排出阀，55…氢泵，57…转速传感器，58、59…压力传感器，61…排气流路，62…稀释器，63…净化阀，65…消声器，71…氧化气体供给路，72…氧化废气排出路，73…压力传感器，74…空气滤清器，75…空气压缩器，76…加湿器，77…调压阀，80…控制部，82…点火装置开关，84…电压传感器，86…电流传感器，90…燃料电池用DC-DC转换器(FC转换器)，91…蓄电池，92…蓄电池计算机，93、95…逆变器，94…车辆行驶用电动机，96…高电压辅机，98…蓄电池用DC-DC转换器(蓄电池转换器)，99…转速传感器，100…车辆，101…前轮胎，102…后轮胎，103…前座，103L…左侧前座，103R…右侧前座，104…后座，105…仪表板，106…前柱，107…中心柱，108…后柱，109…通道部，110…前横梁，111…地板面板，112…前悬架梁，113…变形促进部，114、115…前框架，116、117、120、121、124、125、137、205、207、228-233、242-245…紧固孔，118、119…副框架，122、123…托架，126…第一横梁，128、129…侧摇臂梁，130…电动机座，131…安装橡胶，132…第二横梁，136…第三横梁，138…第四横梁，140、141、152、153…结合件，144、151…副横梁，146、147…后摇臂梁，150…第五横梁，160…后横梁，200…燃料电池组件，201…燃料电池单元，202…上侧壳体，203…下侧壳体，204…上侧凸缘，206…下侧凸缘，208…螺栓，209…螺母，210、211…侧面，212…上表面，213…底面，214…起伏形状，215…换气窗，220，310…保护结构体，221…框结构体，222…柱状构件，223…加强框架，224-227…安装部，234、235…倾斜框架，236…安装座，238…结合件，240…保护面板，241…面板主体，246…碳交叉纤维，250…转换器组件，251、252…上侧壳体，253、254、260…连接端子，256…前方倾斜面，257、259、282…电源线缆，262…底面保护板，263、265…安装部，270…前面保护板，283…电源插头，300…燃料电池组件，301b、301c…关联装置组件，302…空间，311…倾斜框架，320…后侧结构体，321…收纳部，330…前侧结构体，331…关联装置收纳部，A、B…余长部分，F…倾斜凸缘结构，P…物体，S…车身

具体实施方式

接下来，参照附图，说明用于实施本发明的优选的实施方式。

在以下的附图的记载中，对于同一或类似的部分，利用同一或类似的附图标记来表示。但是，附图是示意性的。因此，具体的尺寸等应该参照以下的说明进行判断。而且，当然在附图相互之间也包含相互的尺寸的关系或比率不同的部分。

(实施方式1)

本发明的实施方式1关于将单独收纳燃料电池组的燃料电池单元设置于保护结构体的燃料电池组件。在本实施方式1中，包含燃料电池组件的燃料电池系统搭载于车辆(燃料电池车)。以下，首先对燃料电池系统的结构进行说明，然后对燃料电池组件的详细情况进行说明。

(系统结构)

图1是适用本发明的燃料电池系统的结构图。

图1中的燃料电池系统10具备燃料气体供给系统4、氧化气体供给系统7、冷却液供给系统3、电力系统9。燃料气体供给系统4是用于向燃料电池20供给燃料气体(氢气)的系统。氧化气体供给系统7是用于向燃料电池20供给氧化气体(空气)的系统。冷却液供给系统3是用于对燃料电池20进行冷却的系统。电力系统9是用于对来自燃料电池20的发电电力进行充放电的系统。

燃料电池20具备通过丝网印刷等在高分子电解质膜21的两面形成阳极22和阴极23而成的膜·电极接合体(MEA)24，该高分子电解质膜21由通过氟系树脂等形成的质子传导性的离子交换膜等构成。膜·电极接合体24的两面由具有燃料气体、氧化气体、冷却水的流路的隔板(未图示)夹持。在该隔板与阳极22及阴极23之间分别形成有槽状的阳极气体通道25及阴极气体通道26。阳极22将燃料极用催化剂层设置在多孔质支承层上而构成，阴极23将空气极用催化剂层设置在多孔质支承层上而构成。这些电极的催化剂层例如附着铂粒子而构成。在燃料电池20中，产生以下的式(1)～(3)所示那样的电化学反应。

H2→2H++2e-…(1)

(1/2)O2+2H++2e-→H2O…(2)

H2+(1/2)O2→H2O…(3)

在阳极22侧，产生式(1)所示那样的反应。在阴极23侧，产生式(2)所示那样的反应。作为燃料电池20的整体，而产生式(3)所示那样的反应。为了产生此种电化学反应，将燃料电池20收纳于后述的壳体而以燃料电池单元的方式搭载于车辆。

另外，在图1中为了便于说明，示意性地图示了由膜·电极接合体24、阳极气体通道25及阴极气体通道26构成的单元电池的结构。实际上，具备经由上述的隔板而将多个单元电池(电池组)串联连接的叠层结构。

燃料电池系统10的冷却液供给系统3具备冷却路31、温度传感器32及35、散热器33、阀34以及冷却液泵35。冷却路31是使冷却液循环的流路。温度传感器32是对从燃料电池20排出的冷却液的温度进行检测的温度检测机构。散热器33是将冷却液的热量向外部散热的热交换器。阀34是对向散热器33流入的冷却液的水量进行调整的阀机构。冷却液泵35是通过未图示的电动机对冷却液进行加压而使其循环的驱动机构。温度传感器36是对向燃料电池20供给的冷却液的温度进行检测的温度检测机构。

燃料电池系统10的燃料气体供给系统4具备燃料气体供给装置42、燃料气体供给路40及循环路径51。燃料气体供给装置42是对燃料气体(阳极气体)例如氢气进行储藏的储藏机构。燃料气体供给路40是用于将来自该燃料气体供给装置42的燃料气体向阳极气体通道25供给的流路机构。循环路径51是用于使从阳极气体通道25排出的燃料废气向燃料气体供给路40循环的流路机构(循环路径)。

燃料气体供给装置42例如由高压氢罐、氢吸留合金、改质器等构成。在该实施方式中，具备第一燃料气体罐42a及第二燃料气体罐42b作为燃料气体供给装置42。

在燃料气体供给路40设有计量阀43、压力传感器44、喷射器45及截止阀46。计量阀43是对来自燃料气体供给装置42的燃料气体流出进行控制的截止阀。压力传感器44是对计量阀43的下游侧且喷射器45的上游侧的管路中的比较高的燃料气体的压力进行检测的压力检测机构。喷射器45是对循环路径51的内部的燃料气体压力进行调整的调整阀。截止阀46是控制是否向燃料电池20进行燃料气体供给的阀机构。

循环路径51具备截止阀52、气液分离器53、排出阀54及氢泵55。截止阀52是控制是否从燃料电池20向循环路径51进行燃料废气供给的阀机构。气液分离器53是将燃料废气中含有的水分除去的分离机构。排出阀54是将气液分离器53所分离出的水分向外部排出的阀机构。氢泵55是具备未图示的电动机，对通过阳极气体通道25时受到压力损失的燃料废气进行压缩而将其升压成适度的气压，并使其向燃料气体供给路40回流的强制循环装置即驱动机构。通过氢泵55的驱动，在燃料气体供给路40与循环路径51的合流点处，燃料废气与从燃料气体供给装置42供给的燃料气体合流，向燃料电池20供给而被再利用。另外，在氢泵55设有对氢泵55的转速进行检测的转速传感器57及对氢泵55前后的循环路径压力进行检测的压力传感器58、59。

而且，排气流路61分支而配置于循环路径51。在排气流路61设有净化阀63及稀释器62。排气流路61是用于将从燃料电池20排出的燃料废气向车外排出的排出机构。净化阀63是用于控制燃料废气的排气的阀机构。通过对净化阀63进行开闭，而将在燃料电池20内反复循环而不纯浓度增加的燃料废气向外部排出，并导入新的燃料气体而能够防止单电池电压的下降。稀释器62是利用氧化废气对燃料废气进行稀释而稀释成不产生氧化反应的浓度的稀释机构，例如是氢浓度减少装置。

另一方面，在燃料电池系统10的氧化气体供给系统7配设有氧化气体供给路71及氧化废气排出路72。氧化气体供给路71是用于向阴极气体通道26供给氧化气体(阴极气体)的流路机构。氧化废气排出路72是用于排放从阴极气体通道26排出的氧化废气(阴极废气)的流路机构。

在氧化气体供给路71设有空气滤清器74及空气压缩器75。空气滤清器74是从大气取入空气而进行过滤，并向氧化气体供给路71供给的取入机构，且是过滤机构。空气压缩器75是利用未图示的电动机对取入的空气进行压缩，并将压缩的空气作为氧化气体向阴极气体通道26送给的驱动机构。在空气压缩器75设有对空气压缩器75的空气供给压力进行检测的压力传感器73。

在氧化气体供给路71与氧化废气排出路72之间设有加湿器76。加湿器76在氧化气体供给路71与氧化废气排出路72之间交换湿度，使氧化气体供给路71的湿度上升。

在氧化废气排出路72设有调压阀77及消声器65。调压阀77是作为对氧化废气排出路72的废气压力进行调整的调节器而发挥功能的调压机构。消声器65是对氧化废气的排气音进行吸收的消音机构。从调压阀77排出的氧化废气被分流。分流后的氧化废气的一方流入稀释器62，与在稀释器62内滞留的燃料废气进行混合稀释。分流后的氧化废气的另一方被消声器65吸音，与通过稀释器62混合稀释的气体混合，向车外排出。

在燃料电池系统10的电力系统9连接有电压传感器84、电流传感器86、燃料电池用FC转换器90、蓄电池91、蓄电池计算机92、逆变器93、车辆行驶用电动机94、逆变器95、高电压辅机96、继电器97及蓄电池用DC-DC转换器98。它们是本实施方式中的“关联装置”。

FC转换器90使与一次侧端子连接的燃料电池20的输出电压升压，而向与二次侧端子连接的逆变器93的输入端子供给。蓄电池转换器98在燃料电池20的发电电力不足时，使与一次侧端子连接的蓄电池91的输出电压升压，而向与二次侧端子连接的逆变器93的输入端子供给。而且，在燃料电池20产生剩余电力时，燃料电池20的剩余电力经由FC转换器90及蓄电池转换器98而向蓄电池91充电。而且，通过向车辆行驶用电动机94的制动动作而产生再生电力时，将再生电力经由蓄电池转换器98向蓄电池91充电。FC转换器90在二次侧端子具备继电器97。继电器97在通常状态下维持导通连接。然而，在对FC转换器90施加一定的冲击时，继电器97成为切断状态，将FC转换器90的二次侧端子从逆变器93、逆变器95及蓄电池转换器98电切离。

另外，FC转换器90的二次侧端子经由后述的电源插头283而与逆变器93及逆变器95的输入端子、以及蓄电池转换器98的二次侧端子电连接。

蓄电池91是作为二次电池而蓄积剩余电力或再生电力的蓄电装置。蓄电池计算机92是对蓄电池91的充电状况进行监控的监控机构。逆变器93是将经由FC转换器90或蓄电池转换器98供给的直流电流向三相交流电流转换，并向作为驱动对象的车辆行驶用电动机94供给的直流—交流转换机构。车辆行驶用电动机94是该燃料电池车的主要的驱动装置，是利用来自逆变器93的三相交流电流所驱动的驱动机构。逆变器95是向构成燃料电池系统10的各种高电压辅机96供给交流电力的直流—交流转换机构。高电压辅机96是利用了车辆行驶用电动机94以外的电动机的驱动机构的总称。具体而言，表示冷却液泵35、氢泵55、空气压缩器75等电动机类。

电压传感器84是对燃料电池20的输出电压进行测定的电压检测机构，电流传感器86是对燃料电池20的输出电流进行测定的电流检测机构。电压传感器84及电流传感器86为了检测燃料电池20的输出电压及输出电流而使用。

另外，在车辆行驶用电动机94设有对车辆行驶用电动机94的转速进行检测的转速传感器99。车辆行驶用电动机94经由差速器而将车轮即前轮胎101机械结合，并能够将车辆行驶用电动机94的旋转力转换成车辆的推力。

而且，在燃料电池系统10设有用于对燃料电池系统10的发电整体进行控制的控制部80。控制部80由具备未图示的CPU(中央处理装置)、RAM、ROM、接口电路等的通用计算机构成。控制部80既可以由一个计算机构成，也可以由协作的多个计算机构成。控制部80例如进行以下那样的控制，但并不局限于此。

(1)输入来自点火装置开关82的开关信号，使燃料电池系统10起动或停止的情况；

(2)取入未图示的加速踏板、移位的检测信号、来自转速传感器99的转速信号，运算必要的电力供给量即系统要求电力等控制参数的情况；

(3)基于压力传感器73所检测到的氧化气体供给路71的压力相对值，以向氧化气体供给路71的氧化气体供给量成为适当量的方式控制空气压缩器75的转速的情况；

(4)以向氧化废气排出路72排出的氧化废气量成为适当的方式控制调压阀77的开度的情况；

(5)基于压力传感器44、58、59所检测到的压力相对值，以向燃料气体供给路40供给的氧化气体供给量成为适当量的方式调整计量阀43的开度或喷射器45的调整压力的情况；

(6)对转速传感器57的值进行监控，并同时以向循环路径51循环的燃料废气量成为适当量的方式控制氢泵55的转速或控制净化阀63的开度的情况；

(7)根据运转模式来控制计量阀43、截止阀46、截止阀52等的开闭的情况；

(8)基于温度传感器32、36的检测到的冷却液温度的相对值来运算冷却液的循环量，并控制冷却液泵35的转速的情况；

(9)基于通过电压传感器84所检测到的电压值、通过电流传感器86所检测到的电流值，来算出燃料电池20的交流阻抗，推测运算电解质膜的含水量，并控制车辆停止时等的扫气量的情况；以及

(10)电力系统9的控制，例如控制FC转换器90、逆变器93及95、车辆行驶用电动机94、高电压辅机96等的情况。

(车辆中的燃料电池系统的配置)

接下来，参照图2～图10，说明本实施方式1中的燃料电池组件的结构。

图2表示燃料电池车中的燃料电池系统的主要装置的配置。在图2中，表示侧视图(Side View)、俯视图(Plan View)及主视图(FrontView)。

在以下的实施方式中，为了简便起见，车辆100在被换档为“驾驶”(运转)时前进的方向(图2的侧视图及俯视图中的右方)为“前”(前方、前侧)，被换档为“后退”(倒车)时前进的方向(图2的侧视图及俯视图中的左方)为“后”(后方、后侧)。而且，相对于前方或后方，将水平面横向(图2的俯视图中的上方或下方、图2的主视图中的右方或左方)称为“横”或“横向”。而且将“横向”中的朝向“前方”的右侧方向称为“右”，将左侧方向称为“左”。而且，将车辆100的高度方向中的向上的方向(图2的侧视图及主视图的上方)作为“上”(上方、上侧)，将向下的方向(车辆100的路面方向、图2的侧视图及主视图的下方)作为“下”(下方、下侧)。

如图2的侧视图及俯视图所示，车辆100、前轮胎101、后轮胎102、前座103及后座104由虚线来表示外形。如图2的侧视图所示，对搭乗者所进入的车室进行分隔的仪表板105由粗虚线表示。燃料电池系统10的各结构装置由实线表示外形。在图2中，例示了燃料电池系统10的各结构装置中的尤其是燃料电池20、FC转换器90、逆变器93、车辆行驶用电动机94、第一燃料气体罐42a及第二燃料气体罐42b的配置。

如图2的侧视图所示，在由仪表板105分隔的1车辆100的底部配置有燃料电池系统10的各结构要素。燃料电池20配置在车辆的前后方向上的车辆全长及左右方向上的车辆宽度的大致中间部且前座103的下侧。FC转换器90直接连接有燃料电池20的输出端子，因此与燃料电池20相邻地配置在燃料电池20的前侧。搭乗者的脚下空间，而在仪表板105上的右侧前座103R与左侧前座103L之间设有沿前后方向突出的通道部109。FC转换器90收容在该通道部109。车辆行驶用电动机94为了对前轮胎101进行驱动，而配置在前轮胎101的附近且车辆100的前侧。逆变器93为了向车辆行驶用电动机94供给电力，而配置在车辆行驶用电动机94的附近。第一燃料气体罐42a为了向燃料电池20供给燃料气体，而配置在燃料电池20的后侧。第二燃料气体罐42b设置在第一燃料气体罐42a的更后侧。

如上所述，燃料电池20及FC转换器90设置在俯视下的车辆100的大致中心附近且侧视下的仪表板105的下侧。沿着车辆100的前后方向延伸的框架或沿着车辆100的宽度方向延伸的横梁以包围燃料电池20及FC转换器90的方式配置。因此，设置在相对于来自车辆100的前方的碰撞及来自横向的碰撞不容易破坏的位置。而且，如后所述，燃料电池20具备作为本发明的燃料电池组件的结构，因此相对于来自横向的碰撞而具备极高的耐性。

另外，在后述的说明中，燃料电池20以燃料电池组件200的方式配置于车辆100，FC转换器90以转换器组件250的方式配置于车辆100。

另外，以下说明的各种构件由具有一定的刚性的金属材料例如铝、SUS、铁等构成。从加工的容易度、强度、耐性、重量、成本等观点出发，金属材料可以任意选择。也可以对金属材料实施公知的硬化处理例如淬火或合金化。

图3表示本实施方式1中的包含燃料电池组件的配置在内的车辆底面的底面图。

如图3所示，在车辆100的底部整面设有地板面板111。在车辆100的前部，前框架114及115延伸设置在底部，形成车辆100前部的骨架结构。在前框架114及115的最前部设有前横梁110，还安装有图1所示的散热器33。在前横梁110的后侧设有前悬架梁112。前悬架梁112紧固于前框架114及115。在由前横梁110和前悬架梁112围成的区域配置有图1及图2所示的车辆行驶用电动机94。

燃料电池组件200在车辆前侧紧固于前框架114及前框架115，在车辆后侧紧固于第三横梁136。如图3所示，一对副框架118及副框架119从前框架114及115的前悬架梁112的紧固位置的后方到燃料电池组件200延伸。副框架118及119的端部与托架122及托架123一起紧固于燃料电池组件200的保护结构体220(在图5以后，在后面叙述)。在一对副框架118及119之间配置有转换器组件250(在图5以后，在后面叙述)。转换器组件250紧固于副框架118及119。另外，在图3中，省略了在保护结构体220的下表面设置的保护面板240(在图7中，在后面叙述)的图示。

在车辆100的侧面设有侧摇臂梁128及侧摇臂梁129。第一横梁126、第二横梁132及第三横梁136从前侧到后侧架设而紧固于侧摇臂梁128及129，从而提供一种对于来自车辆100的横向的冲击的刚性结构。燃料电池组件200在本申请发明中，配置在俯视下的前后方向上的第一横梁126与第三横梁136之间且宽度方向上的前框架114与前框架115之间。

在车辆100的后部，后摇臂梁146及后摇臂梁147从侧摇臂梁128及129的后侧延伸到后轮胎102的周边。第四横梁138、第五横梁150及后横梁160从前侧到后侧架设而紧固于后摇臂梁146及147，从而提供一种对于来自车辆后部的横向的冲击的耐性结构。在后摇臂梁146及147，在第四横梁138的后侧架设有副横梁144，在第四横梁138与副横梁144之间配置有第一燃料气体罐42a。在第四横梁138与副横梁144之间设有结合件140及结合件141，且固定有第一燃料气体罐42a。在第五横梁150的后部架设有副横梁151，在第五横梁150与副横梁151之间配置有第二燃料气体罐42b。在第五横梁150与副横梁151之间设有结合件152及结合件153，且固定有第二燃料气体罐42b。

另外，在上述结构中，在前悬架梁112的中央部后侧设有切口状的变形促进部113。从车辆前方施加碰撞的冲击而前悬架梁112与转换器组件250抵接时，变形促进部113容易变形，折弯而吸收能量。因此，能够抑制转换器组件250进一步的后退。

图4表示本实施方式1中的包含燃料电池组件的配置在内的车辆侧视图。

如图4所示，车辆行驶用电动机94经由安装橡胶131而紧固于在前悬架梁112设置的电动机座130。当存在来自车辆前方的碰撞的冲击时，车辆行驶用电动机94后退，前悬架梁112后退。在图2中如上所述，在仪表板105的局部且前座103R及103L之间设置的通道部109的内部配置有燃料电池组件200及转换器组件250。从侧摇臂梁128及129的前方竖立设置前柱106，从中央部竖立设置中心柱107。从后摇臂梁146的中央部竖立设置后柱108。在图3中如上所述，侧摇臂梁128及129构成通过第一横梁126、第二横梁132、第三横梁136包围燃料电池组件200的骨架结构。

另外，在上述结构中，各框架、梁、柱均是具备在金属板设有起伏结构的结构并将此种金属板组合多个而成的刚性强化结构。通过采用此种结构，能够提供轻量且高的机械强度。

(燃料电池组件的结构)

接下来，详细说明燃料电池组件200的结构。

图5表示本实施方式1中的燃料电池组件200及转换器组件250的立体图。在图2～图4所示的车辆100中，转换器组件250设置在前侧，燃料电池组件200设置在后侧。在以下的说明中的“前侧”或“后侧”以沿着此种方向设置的状态为前提。

如图5所示，燃料电池组件200在保护结构体220设有燃料电池单元201。燃料电池单元201使上侧凸缘204与下侧凸缘206匹配而对上侧壳体202和下侧壳体203进行紧固来构成。保护结构体220在框结构体221的对置的两边上设有倾斜框架234及倾斜框架235。在框结构体221的前侧的角部设有安装部226及安装部227，在后侧的角部设有安装部224及安装部225。保护结构体220在安装部226及227处紧固于图3所示的前框架114及115，且在安装部224及225处紧固于图3所示的第三横梁136。

在此，如图5所示，保护结构体220以倾斜框架234或235朝向车辆宽度方向的方式安装在图2～图4所示的车辆100。燃料电池单元201以上侧凸缘204及下侧凸缘206中的倾斜的部分朝向车辆宽度方向的方式安装于保护结构体220。此时，如图5所示，燃料电池单元201以上侧凸缘204及下侧凸缘206的倾斜方向成为保护结构体220的倾斜框架234及235的倾斜方向的相反方向的方式安装于保护结构体220。通过采用此种结构，本实施方式中的燃料电池组件200成为对于来自车辆横向的冲击格外强的结构。详细情况在后面叙述。

图5所示的转换器组件250由上侧壳体251和下侧壳体252构成。在FC转换器90的前侧设有冷却液入口253及冷却液出口254。在FC转换器90的后侧设有电源线缆259，通过端子连接器260而与设置在燃料电池单元201内部的燃料电池20电连接。而且，在FC转换器90的后部连接有电源线缆282，该电源线缆282在前端设有插头283，能够向车辆行驶用电动机94供给电力。

在FC转换器90，在下侧壳体252的下表面设有底面保护板262，在下侧壳体252的前方倾斜面256设有前面保护板270。通过底面保护板262，能够保护FC转换器90免受来自车辆100的下侧的碰撞(路面干涉)的冲击。通过前面保护板270，能够保护FC转换器90免于碰撞到因来自车辆100前方的碰撞而后退的前悬架梁112。而且，转换器组件250通过在底面保护板262设置的安装部263及安装部265，而紧固于图3所示的副框架118及119。

(燃料电池单元201)

图6表示说明实施方式1中的燃料电池单元201的结构的立体图。在图6中，为了便于说明，而省略来自燃料电池20的氧化气体或燃料气体的供给/排出用的配管类、取出燃料电池20的发电电力的端子类的图示。

如图6所示，将对上侧进行覆盖的上侧壳体202和对下侧进行覆盖的下侧壳体203组合的内部空间中收纳燃料电池20而构成燃料电池单元201。在上侧壳体202以对包围上表面212的四个侧面210进行围绕的方式设置上侧凸缘204。在下侧壳体203以对包围底面213的四个侧面211进行围绕的方式设置下侧凸缘206。在将上侧壳体202和下侧壳体203如图6所示组合时，将在上侧凸缘204设置的紧固孔205与在下侧凸缘设置的紧固孔207匹配。由此，将燃料电池20收纳在内部，使上侧壳体202与下侧壳体203组合，利用紧固构件对上侧凸缘204和下侧凸缘206进行紧固，从而组装成燃料电池单元201。作为紧固构件，例如图6所示，使用螺栓208及螺母209。将螺栓208穿过上侧凸缘204的紧固孔205和下侧凸缘206的紧固孔207，从相反侧对螺母209进行紧固，从而将上侧壳体202和下侧壳体203紧固。

在燃料电池单元201的上表面212设有多个起伏形状214及换气窗215。起伏形状214虽然未图示但也设置在燃料电池单元201的底面213。通过具备起伏形状214，而提高燃料电池单元201自身的机械强度。在燃料电池单元201的底面213的四个角设有用于向后面说明的保护结构体220安装的螺纹孔。

在此，如图6所示，上侧凸缘204及下侧凸缘206在两个对置的侧面210及211处倾斜。即，以倾斜地横跨燃料电池单元201的侧面210及211的方式形成上侧凸缘204及下侧凸缘206。通常形成有凸缘的部分的机械强度增加。因此，与未形成凸缘的情况相比，倾斜地形成有上侧凸缘204及下侧凸缘206的侧面210及211的机械强度提高。在本实施方式中，通过将该燃料电池单元201设置于以下的保护结构体220，而能进一步提高对于来自横向的碰撞的机械强度。

(保护结构体220)

图7表示本实施方式1中的保护结构体220的立体图。如图7所示，保护结构体220具有设置上述燃料电池单元201的框架结构，且具有包围燃料电池单元201的框结构体221。在框结构体221的车辆后侧的两个角部分别竖立设置有柱状构件222。上述的倾斜框架234及235倾斜架设而设置在从框结构体221的车辆前侧的两个角部分别到各自的柱状构件222的顶部。在两个柱状构件222的顶部之间架设有加强框架223。

另外，在框结构体221中的车辆前侧的边构件上各设有多个用于向图3所示的副框架118及119的末端进行紧固的紧固孔232及紧固孔233。在框结构体221的前侧的两个角部设有安装部226及安装部227，且形成有紧固孔230及紧固孔231。在框结构体221的后侧的两个角部设有安装部224及安装部225，且形成有紧固孔228及紧固孔229。

另外，在由构成框结构体221的边构件所形成的各角设有用于对燃料电池单元201进行紧固的安装座236。在安装座236形成有紧固孔237。从安装座236的下侧(背面)安装图8所示的保护面板240。

(燃料电池组件200的组装)

图8表示实施方式1中的燃料电池组件200的组装说明图。如图8所示，在上述的保护结构体220的上表面设有燃料电池单元201且在下表面设有保护面板240而构成燃料电池组件200。

保护面板240是用于保护燃料电池单元201免受来自图2所示的车辆底面的碰撞(路面干涉)的保护机构。作为保护面板240的材料，为了轻量化而优选使用铝等轻量的金属，但也可以是为了能耐受强的路面干涉的冲击而实施了强化处理的材料。在本实施方式中，在铝的面板主体241混入碳交叉纤维246来进行加强。在保护面板240的四角设有用于向保护结构体220紧固的紧固孔242～245。

如图8所示，燃料电池单元201从保护结构体220的上侧安装，保护面板240从保护结构体220的下侧安装。具体而言，燃料电池单元201以与燃料电池单元201的底面213相接的方式载置在保护结构体220的安装座236的上表面侧。保护面板240向框结构体221的内侧嵌入到与安装座236的背面相接为止。从保护面板240的下侧，将紧固构件即螺栓208分别穿过在保护面板240设置的紧固孔242～245及在安装座236设置的紧固孔237。并且，通过使螺栓208与在燃料电池单元201的底面213设置的螺纹孔螺合，而使燃料电池单元201及保护面板240与保护结构体220形成一体化。

如此一体化成的保护结构体220安装在图2～4所示的车辆100。首先，保护结构体220的车辆前侧的安装部226及227安装在前框架114及115。将紧固构件即螺栓208从一侧穿过该紧固孔230和前框架114的紧固孔116，并从另一侧螺合螺母209，从而将安装部226紧固。将螺栓208从一侧穿过该紧固孔231和前框架115的紧固孔117，并从另一侧螺合螺母209，从而将安装部227紧固。

另外，如图8所示，保护结构体220的车辆前侧的边构件以托架122及123为加强构件，而牢固地紧固于副框架118及119。在保护结构体220的车辆前侧的边构件设置的紧固孔232被定位成与副框架118的紧固孔120及托架122的紧固孔124相匹配。并且，将作为紧固构件的螺栓208从一侧穿过，并从另一侧螺合螺母209，从而将螺栓208紧固在副框架118的端部。而且，在保护结构体220的车辆前侧的边构件设置的紧固孔233被定位成与副框架119的紧固孔121及托架123的紧固孔125相匹配。并且，将螺栓208从一侧穿过，并从另一侧螺合螺母209，从而将螺栓208紧固于副框架119的端部。由于使用托架122及123作为加强构件，因此副框架118及119与保护结构体220的紧固极其牢固。而且，也可以通过焊接而将托架122及123与保护结构体220固定。通过适用基于焊接的固定，与通过螺栓和螺母等紧固构件进行固定的情况相比，能进行更为牢固的紧固。

另外，在保护结构体220的车辆后侧的角部设置的安装部224及225紧固于第三横梁136。即，对安装部224及225的紧固孔228及229和第三横梁136的紧固孔137进行定位，将螺栓208从一侧穿过并从另一侧螺合螺母209来进行紧固。

在此，尤其是在本实施方式中，燃料电池单元201以上侧凸缘204及下侧凸缘206中的配置有倾斜部分的侧面210及211朝向车辆宽度方向的方式安装于安装座236。通过使设有凸缘的面朝向车辆宽度方向，而能够提高对于来自燃料电池单元201的横向的碰撞的冲击耐性。

另外，燃料电池单元201以上侧凸缘204及下侧凸缘206的倾斜的部分从车辆前侧到车辆后侧变低的方向紧固于保护结构体220。另一方面，保护结构体220的倾斜框架234及235以从车辆前部到车辆后部变高的方式配置。因此，以燃料电池单元201中的凸缘的倾斜方向成为保护结构体220的倾斜框架234及235的倾斜方向的相反方向的方式将燃料电池单元201安装于保护结构体220。如此，通过使配置在对置的位置上的倾斜结构体相互反向配置，而能够进一步提高燃料电池组件200的机械强度。这是为了产生对于冲击而刚性极高的交叉结构。

(燃料电池关联部件的配置)

图9表示本实施方式1中的燃料电池的关联部件的配置说明图。图9是将图3所示的车辆的底面图中的燃料电池组件200、转换器组件250、第一燃料气体罐42a及第二燃料气体罐42b抽出的图。

如图9所示，在燃料电池组件200的车辆后侧配置有与燃料电池20的关联性强的关联装置。具体而言，此种关联装置是优选配置在燃料电池单元201的附近的构件，例如，是优选缩短与燃料电池20的路径长的装置。例如，图1所示的喷射器45、截止阀46及52、未图示的储能器等成为关联装置的例子。

在图9中，喷射器45及储能器等关联装置通过结合件238而安装在保护结构体220的后部。这些关联装置需要配置在燃料电池单元201的附近，因此被紧固作为燃料电池组件200的一部分。相反地，第一燃料气体罐42a或第二燃料气体罐42b也可以从燃料电池组件200分离。如此，在与燃料电池组件200分离设置的关联装置和燃料电池组件200的燃料气体、氧化气体或电力系统的连接中优选设置“余长”。“余长”是指燃料气体供给路、氧化气体供给路或电力供给线的局部形成有弯曲形状等的冗长的部分。由于存在余长，而即使车辆的碰撞时的装置间的距离产生变化，也能够防止燃料气体供给路、氧化气体供给路或电力供给线的断裂，并防止伴随着断裂的不良情况。

在图9的例子中，在燃料气体供给路40形成有由虚线包围的余长部分A及余长部分B。在对车辆100从横向施加碰撞的冲击时，燃料电池组件200作为一体进行移动，燃料电池单元201的关联装置也与燃料电池组件200一起移动。另一方面，第一燃料气体罐42a或第二燃料气体罐42b因碰撞而仅稍稍移动。因此，燃料电池组件200与上述燃料气体罐的相对距离发生变化。然而，即使相对距离如此变化，根据本实施方式，由于在燃料气体供给路40形成有余长部分A及余长部分B，因此相对距离的变化也会被余长吸收。

(本实施方式1中的结构的功能)

参照图10，说明本实施方式1中的燃料电池组件200的功能。图10(A)是物体P碰撞到车辆100的侧面时的示意图，图10(B)是物体P进入到燃料电池单元201的位置时的示意图。它们都是从车辆的底面侧观察到的图。省略了保护面板240的图示。

如图10(A)所示，物体P碰撞到车辆100的侧面时，首先与车身S抵接。若碰撞的冲击强，则车身S发生变形，物体P进入到内部。若碰撞的冲击过强，则仅利用前框架115，无法吸收尽碰撞的冲击，而物体P进入到燃料电池单元201的位置。由于碰撞的物体P的形状或高度的不同，有时前框架115所产生的防御无法发挥功能，而物体会直接进入燃料电池单元201。即，如图10(B)所示，存在前框架115发生变形且第三横梁136发生变形那样的情况。

此时，如图10(B)所示，本实施方式1的燃料电池组件200由于将燃料电池单元201设置于保护结构体220，因此进入的物体P首先与保护结构体220抵接。因此，能抑制冲击直接施加给燃料电池单元201的情况。在此，根据本实施方式，燃料电池组件200固定在前框架114及115以及副框架118及119的末端附近。而且，由于利用托架122及123，因此副框架118及119与燃料电池组件200的结合牢固。因此，在冲击施加给保护结构体220时，燃料电池组件200像以副框架118及119为轴的振动子那样移动(图10(B)的斜线箭头)。即，燃料电池单元201使周围的框架变形，自身不会破坏而与保护结构体220一起朝向物体P的进入侧的相反侧移动。在该过程中将碰撞的冲击吸收。由此，能够防止燃料电池单元201的破损，并能够有效地吸收碰撞的冲击。

尤其是，根据本实施方式1的保护结构体220，设有倾斜框架234及235。因此，即使物体P进入到燃料电池单元201的高度，物体P也会与倾斜框架234或235中的任一者的位置接触，从而能够防止物体P从燃料电池单元201的横向直接发生碰撞。

另外，根据本实施方式1的燃料电池单元201，在侧面210及211以与保护结构体220的倾斜框架234或235不同的倾斜的方向设置凸缘。因此，即使万一因碰撞的冲击而倾斜框架234或235发生变形、或者物体P不与倾斜框架234或235抵接而进入，也会与燃料电池单元201的凸缘自身抵接，从而缓和冲击。因此，能够利用凸边来缓和对燃料电池20的冲击。

此外，根据本实施方式1的燃料电池单元201，在其上表面212及底面213设有起伏形状214。因此，设有起伏形状214的上表面212及底面213的机械强度进一步提高，因此即使假设使凸缘变形而物体P进一步进入，也能够利用燃料电池单元201的壳体自身的机械强度来缓和对内部的燃料电池20的冲击。

此外，根据本实施方式1的燃料电池组件200，保护结构体220的前部被托架122及123牢固地紧固于副框架118及119。因此，即使碰撞的冲击施加给保护结构体220，保护结构体220与副框架118及119的紧固也不会被解。由于保护结构体220紧固在副框架118及119的终端，因此如图10(B)中的斜线箭头所示，被从横向施加了碰撞的冲击的保护结构体220在确保外形的状态下像振动子那样移动。通过此种移动，会对前框架114及115、第三横梁136带来扭转的变形，从而能够有效地吸收碰撞的能量。

而且，与由金属材料形成厚壁等的保护结构的情况相比，上述倾斜框架234及235或燃料电池单元201的凸缘为极简单且轻量的结构，能够提供一种充分的燃料电池的保护结构，成本性能高。

另外，根据本实施方式1的燃料电池组件200，在保护结构体220的背面设有保护面板240。因此，保护面板240除了使保护结构体220自身的机械强度增加之外，还能够保护燃料电池单元201免受来自车辆的底面侧的路面干涉的冲击。

(实施方式2)

本发明的实施方式2涉及燃料电池组件的变形例。

图11表示本实施方式2中的燃料电池组件300的立体图。图12表示说明本实施方式2中的燃料电池组件300的配置的车辆侧视图。图13表示本实施方式2中的燃料电池组件300的配置的车辆底面图。

如图11及图13所示，本实施方式2的燃料电池组件300将多个燃料电池关联装置，在此为燃料电池单元201和FC转换器90沿着车辆的宽度方向排列而构成。但是，燃料电池关联装置并不局限于该组合，也可以将逆变器其他关联装置与燃料电池单元201一起设置。保护结构体310形成为能收容燃料电池单元201和FC转换器90的尺寸和形状。保护结构体310以成为一体的方式在后侧设有后侧结构体320且在前侧设有前侧结构体330。

如图11～图13所示，在后侧结构体320设有对燃料电池单元201的关联装置进行收纳的收纳部321。在前侧结构体330设有图1所示的冷却液泵35、逆变器95、关联装置收纳部331。在此，如图12的侧视图所示，在本实施方式2中，后侧结构体320配置在燃料电池单元201的后部。因此，仪表板105的后座104的放置腿的部分形成得稍高。

如图11及图12所示，在保护结构体310设有与上述实施方式1同样的倾斜框架311。而且，在FC转换器90设有与上述实施方式1同样的倾斜凸缘结构F。虽然未图示，但与上述实施方式1同样地，在燃料电池单元201还设有由上侧凸缘204及下侧凸缘206的组合所构成的凸缘结构。FC转换器90以该倾斜凸缘结构F与保护结构体310的倾斜框架311交叉的方式配置。燃料电池单元201以该凸缘结构与保护结构体310的倾斜框架311交叉的方式配置。

另外，在上述实施方式2中，将燃料电池单元201和FC转换器90分体地设置于一个保护结构体310。但是，也可以将燃料电池20和FC转换器90收纳于相同的壳体，而采用图14(A)及图14(B)所示的关联装置组件结构。

图14(A)是沿着壳体的长度方向层叠单元而构成燃料电池组的关联装置组件301b的例子。图14(B)是沿着壳体的宽度方向层叠单元而构成燃料电池组的关联装置组件301c的例子。

在图14(A)所示的叠层结构的燃料电池20b中，由于能够沿着壳体的长度方向层叠单元，因此能够提供层叠数多且比较高的发电电压。然而，在此种关联装置组件301b中，必须从燃料电池20b与FC转换器90之间的空间302进行向燃料电池20b的氧化气体的供给及氧化废气的排出、燃料气体的供给及氧化废气的排出、冷却液的供给及排出。因此，配管结构体变得复杂，由于复杂的配管结构，因此存在气体流通的压损相对高这样的不良情况。

在图14(B)所示的叠层结构的燃料电池20c中，由于无法层叠壳体的宽度方向的单元，因此仅能提供比较低的发电电压，从而存在FC转换器90所产生的升压量大这样的不良情况。然而，氧化气体、氧化废气、燃料气体、燃料废气、冷却液都是只要在壳体的侧面中的需要供给/排出的位置上配管即可。因此，在此种关联装置组件301c中，具有配管结构简单且气体流通的压损相对低这样的优点。只要考虑双方的方式的优点和不良情况来决定燃料电池20的叠层结构即可。

另外，在关联装置组件301b或301c中，与燃料电池20一起能够收纳在壳体内的关联装置并未限定于FC转换器90。也可以取代FC转换器90或在FC转换器90的基础上，将蓄电池转换器98、逆变器93、逆变器95、其他的关联装置与燃料电池20一起收纳。

以上，根据本实施方式2，即使从图13的车辆宽度方向施加碰撞的冲击，除了在燃料电池单元201的内部设置的燃料电池20之外，还能够保护FC转换器90免受碰撞的冲击。具体而言，因碰撞而进入的物体会被保护结构体310的框结构或倾斜框架311阻止进入。并且，在向碰撞的方向的相反侧移动的过程中能缓和碰撞的冲击。

另外，根据本实施方式2，燃料电池20的关联装置设置在后侧结构体320，冷却液泵35及关联装置设置在前侧结构体330。因此，在碰撞时，这些关联装置与保护结构体310一起移动，从而能够抑制关联装置间的配管等的断线。

而且，根据本实施方式2，即使物体进入燃料电池单元201的侧面的特定的一点，也能通过倾斜框架311来阻止物体的进入。即使物体进入更深，也能通过设置于FC转换器90的倾斜凸缘结构F来保护FC转换器90不再受到物体的进入。另外，通过设置于燃料电池单元201的凸缘结构，能够保护燃料电池单元201免受物体的进入。

即，根据本实施方式2，在保护结构体310收纳有多个燃料电池关联装置，因此能够一体地保护这多个燃料电池关联装置。

(其他的变形例)

本发明并未限定为上述实施方式而能够进行各种变形来适用。

例如，在上述实施方式1中，将保护结构体220的倾斜框架234及235设置在朝向左右宽度方向的两个侧面，但并不局限于此。只要应对来自侧面中的一方向的碰撞的冲击即可，只要仅在可能会受到冲击的侧面设置倾斜框架即可。相反地，也可以在燃料电池单元201的前侧的侧面或后侧的侧面设置倾斜框架。

另外，保护结构体220的倾斜框架234及235的方式并不局限于上述实施方式而能够变形。例如，若容许重量限制，则也可以取代倾斜框架结构，而形成为交叉结构(X结构)或形成为狭缝结构(I结构)。

[工业实用性]

本发明的燃料电池组件不仅能够适用于在车辆搭载有燃料电池系统的燃料电池车，而能够适用于需要保护燃料电池免受冲击的所有的移动体。作为此种移动体，能够适用于列车、船舶、航空器、潜水艇等。只要具备本发明的燃料电池组件，无论是何种方式的移动体，都能够有效地保护作为心脏部的燃料电池免受碰撞的冲击。尤其是即使是重量受限制的移动体，通过适用本发明，也能通过轻量的结构来有效地保护燃料电池免受冲击。

Claims (8)

1.一种燃料电池组件，其特征在于，具备：

收容燃料电池的燃料电池单元；及

具有设置所述燃料电池单元的设置面的保护结构体；

所述保护结构体在与所述燃料电池单元的至少一个侧面对置的位置上具有相对于所述设置面倾斜设置的倾斜框架；

所述燃料电池单元在所述至少一个侧面上设有相对于所述保护结构体的所述设置面倾斜的倾斜凸缘；

所述保护结构体和所述燃料电池单元被设置成：所述燃料电池单元的设有所述倾斜凸缘的侧面与所述保护结构体的所述倾斜框架对置，且所述倾斜框架与所述倾斜凸缘在从侧面看相交叉，

所述燃料电池组件搭载于车辆，

从俯视看，所述燃料电池单元在宽度方向上配置于沿所述车辆的前后方向延伸的一对框架之间。

2.根据权利要求1所述的燃料电池组件，其中，

在所述燃料电池单元的至少一个面上设有起伏形状。

3.根据权利要求1或2所述的燃料电池组件，其中，

所述燃料电池组件以所述保护结构体的所述倾斜框架朝向所述车辆的侧面方向的方式安装于所述车辆。

4.根据权利要求3所述的燃料电池组件，其中，

所述保护结构体紧固于构成所述车辆的框架结构的一部分的加强框架，

所述加强框架和所述保护结构体由增加紧固强度的托架进行紧固。

5.根据权利要求3所述的燃料电池组件，其中，

在所述保护结构体上的与所述车辆的前进方向侧相反的一侧设有所述燃料电池的关联部件。

6.根据权利要求1、2、4中任一项所述的燃料电池组件，其中，

在所述保护结构体的所述设置面上设有面板。

7.根据权利要求3所述的燃料电池组件，其中，

在所述保护结构体的所述设置面上设有面板。

8.根据权利要求1所述的燃料电池组件，其中，

所述燃料电池单元还收纳电源关联装置。