CN105609859B - 燃料电池壳体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种抑制垫片的反作用力引起的燃料电池壳体的变形的技术。燃料电池壳体具备：第一部件，具备上述燃料电池壳体的底面；及第二部件，使用固定件而与上述第一部件的外周部固定，上述第一部件与上述第二部件之间由垫片密封，上述第一部件具备肋，上述肋位于比上述第一部件与上述垫片相接的部分靠内周的位置，并且比上述第一部件与上述垫片相接的面向上侧突出。

Description

燃料电池壳体
本申请主张基于在2014年11月14日提出申请的申请号2014-232042号的日本专利申请的优先权，在本申请中参照并引用其公开的全部内容。
技术领域
本发明涉及燃料电池壳体。
背景技术
以往，为了保护燃料电池免于遭受外力而将燃料电池收容于燃料电池壳体中。燃料电池壳体由一方开口且在开口的周围具有凸缘的上壳体和板型的下壳体这两个部件构成。为了防止水、泥进入燃料电池而在上壳体的凸缘与下壳体的外周部之间夹入有垫片(例如，JP2006-221854A)。
发明内容
发明要解决的课题
从提高设置燃料电池壳体的场所的自由度的观点出发，希望燃料电池壳体小型化。作为使燃料电池壳体小型化的方法，有减薄下壳体的方法。但是，在下壳体上固定上壳体的螺栓的位置与下壳体和垫片相接的位置不同，当减薄下壳体时，由于垫片的反力而下壳体可能会变形。
用于解决课题的方案
本发明为了解决上述课题的至少一部分而作出，能够作为以下的方式实现。
(1)根据本发明的一方式，提供一种收容燃料电池的燃料电池壳体。该燃料电池壳体具备：第一部件，具备上述燃料电池壳体的底面；及第二部件，使用固定件而与上述第一部件的外周部固定，上述第一部件与上述第二部件之间由垫片密封，上述第一部件具备肋，上述肋位于比上述第一部件与上述垫片相接的部分靠内周的位置，并且比上述第一部件与上述垫片相接的面向上侧突出。根据该方式，通过肋来提高燃料电池壳体的刚性，能够抑制垫片的反作用力引起的燃料电池壳体的变形。
(2)上述方式的燃料电池壳体也可以是，在上述第二部件上具有配置垫片的槽部。根据该方式，与将槽部设于第一部件的情况相比，能够抑制燃料电池壳体的上下方向上的大小的变大。
(3)上述方式的燃料电池壳体也可以是，上述燃料电池通过层叠多个燃料电池单体而构成，上述第二部件是用于与第三部件一起在上述层叠方向上压缩上述燃料电池的部件，上述第三部件对上述燃料电池的、上述燃料电池的层叠方向上的一侧的面进行支撑。第二部件对燃料电池进行压缩，因此难以降低第二部件的强度。但是，根据该方式，通过肋来提高燃料电池壳体的第一部件的刚性，能够抑制垫片的反作用力引起的燃料电池壳体的变形，因此能够减少第一部件的板厚，能够实现作为燃料电池壳体整体的小型化、轻量化。
本发明能够以各种方式实现，例如，能够以燃料电池壳体的制造方法、用于实现制造方法的计算机程序、记录有该计算机程序的记录介质等方式实现。
附图说明
图1是本发明的一实施方式使用的燃料电池系统10的外观图。
图2是表示燃料电池壳体100的分解立体图。
图3是表示下罩115的图。
图4是表示以往的下罩215的图。
图5是表示作用于以往的下罩215的力的说明图。
图6是用于对解决上述课题的方法进行说明的图。
图7是表示图1的A-A剖面的图。
图8A是用于对肋117对外力的吸收进行说明的示意图。
图8B是用于对肋117对外力的吸收进行说明的示意图。
图8C是用于对肋117对外力的吸收进行说明的示意图。
具体实施方式
A.实施方式：
图1是本发明的一实施方式使用的燃料电池系统10的外观图。燃料电池系统10具备燃料电池系统壳体140、框架200。燃料电池系统10搭载于车辆。在本实施方式中，燃料电池系统10设于车室的下方。在图1中，X轴正方向表示车辆前方，Y轴正方向表示车辆上方，Z轴正方向表示车辆右方。XYZ轴在图1以后的图中也相同。
燃料电池系统壳体140具备燃料电池壳体100和辅机壳体130。为了避免水、灰尘等异物进入内部，而通过垫片对燃料电池系统壳体140的部件间进行密封。
燃料电池使作为阳极气体的氢气与作为阴极气体的氧气进行电化学反应。燃料电池壳体100收容燃料电池。燃料电池通过层叠多个燃料电池单体而构成。燃料电池单体沿车辆的左右方向(Z轴方向)层叠。
辅机壳体130收容燃料电池所使用的多个辅机(未图示)。在此，作为多个辅机，可列举例如氢泵、喷嘴，排气排水阀、气门、传感器等。在辅机壳体130中，除了辅机以外，还设有冷却水用的配管、向各辅机供给电力的配线等。
为了抑制由辅机类产生的振动、噪音向外部传导而通过NV(Noise Vibration：噪声振动)罩141、142覆盖于辅机壳体130的表面(参照图1)。在本实施方式中，NV罩141、142的外层由硬质树脂形成，内层由发泡聚氨酯形成。
在本实施方式中，多个辅机固定于歧管120。另外，辅机壳体130的车辆左侧(Z轴负方向侧)的侧面由歧管120覆盖。歧管120形成氢气、氧气、对燃料电池进行冷却的冷却水的流路。另外，歧管120具有确保与燃料电池壳体100内的高电压部件的绝缘性的功能和对燃料电池单体彼此进行压缩的功能。歧管120对燃料电池的、燃料电池的层叠方向上的一侧的面进行支撑。
框架200配置于燃料电池系统壳体140的下方。框架200通过将螺栓112A、112B分别插入形成于燃料电池系统壳体140的燃料电池壳体100的凸台111A、111B，而固定燃料电池系统壳体140。为了减轻振动，在燃料电池系统壳体140与框架200之间配置有防振橡胶。并且，框架200紧固连接于未图示的车辆的车身。
图2是表示燃料电池壳体100的分解立体图。燃料电池壳体100由多个部件构成。燃料电池壳体100具备：层叠壳体105，覆盖燃料电池的车辆右侧(Z轴正方向侧)的侧面以外的侧面和上表面；下罩115，覆盖燃料电池的底面。下罩115是具备燃料电池壳体100的底面的部件。燃料电池的车辆右侧(Z轴正方向侧)的侧面被板状的歧管120(参照图1)覆盖。下罩115相当于“第一部件”。另外，层叠壳体105使用固定件而与下罩115的外周部固定，相当于“第二部件”。“外周部”是包围燃料电池的部分。在本实施方式中，作为固定件而使用螺栓170(后述)。
燃料电池是将燃料电池单体层叠而成的结构，因此需要进行压缩。在燃料电池系统10中，层叠壳体105是用于与歧管120一起在上述层叠方向上压缩上述燃料电池的部件。并且，层叠壳体105、歧管120、未图示的轴保持燃料电池的层叠负荷。因此，在使燃料电池壳体100小型化时，难以降低层叠壳体105的强度。另外，歧管120相当于“第三部件”。
层叠壳体105与下罩115之间由垫片107密封。垫片107通过由预定的力压缩来确保密封性。通过垫片107能够防止水、灰尘等异物进入燃料电池壳体100的内部。
图3是表示下罩115的图。由图2及图3可知，下罩115具备向上方(Y轴正方向)突出的肋117。肋117位于比下罩115与垫片相接的部分靠内周的位置。另外，设有沿车辆的前后方向延伸的肋116。
图4是表示以往的下罩215的图。以往的下罩215与本实施方式的下罩115相比，不同之处在于不具备肋117，除此以外其他都相同。
图5是表示作用于以往的下罩215的力的说明图。孔220是供螺栓插入的孔。线230是将下罩215与层叠壳体105固定时，与垫片107相接的部分。在图5中，作用于下罩215的力较大的区域比作用于下罩215的力较小的区域浓。
下罩215从螺栓受到的力F1的方向是车辆上方(Y轴正方向)。另一方面，下罩215从垫片107受到的力F2的方向是车辆下方(Y轴负方向)。下罩215受到力F1的位置与下罩215受到力F2的位置不同，因此在下罩215较薄的情况下，下罩215会产生变形。其结果是，在孔220间的区域T1，下罩215压缩垫片107的力变弱，产生垫片107的密封性下降的课题。另外，在区域T1，下罩215向车辆下方(Y轴负方向)变形的结果是，在区域T2，下罩215与层叠壳体105强烈地接触。因此，图5表示下罩215在区域T2受到力的情况。
图6是用于对解决上述课题的方法进行说明的图。通过增厚下罩215的区域T3的板厚，而能够抑制下罩215的变形。但是，为了增厚区域T3的板厚，需要增厚下罩215整体的板厚。在该情况下，存在材料费和质量上升的课题。
作为抑制下罩215的变形的其他方法，存在通过增加螺栓的根数来缩短螺栓间的距离的方法。但是，在采用了该方法的情况下，对螺栓进行紧固的操作数增加，因此存在生产率变差的课题。
因此，在本实施方式中，通过在下罩115上设置肋117(参照图3)而解决了上述课题。
图7是表示图1的A-A剖面的图。下罩115与层叠壳体105之间由垫片107密封。层叠壳体105使用螺栓170而与下罩115的外周部固定。下罩115在比与垫片107相接的部分靠内周的位置具备向上方(Y轴正方向)突出的肋117。
肋117位于比下罩115与垫片107相接的部分靠内周的位置，且设于整周。因此，燃料电池壳体100的刚性提高，能够抑制垫片107的反作用力引起的燃料电池壳体100的变形。
另外，肋117比下罩115与垫片107相接的面向上侧(Y轴正方向侧)突出。因此，与肋117向下方(Y轴负方向)突出的情况相比，能够抑制燃料电池壳体100的上下方向上的大小变大。
当在下罩115上具备配置垫片107的槽部时，该槽部向下方(Y轴负方向)突出，因此燃料电池壳体100的上下方向上的大小变大。相对于此，在本实施方式中，在层叠壳体105上具备配置垫片107的槽部106。因此，能够抑制燃料电池壳体100的上下方向上的大小的变大。
图8A至图8C是用于对肋117对外力的吸收进行说明的示意图。图8A是表示水平方向的外力未作用于肋117的状态的图。图8B是表示在水平方向上拉伸方向的外力作用于肋117的状态的图。在该情况下，通过肋117在水平方向上延伸而能够吸收拉伸方向的外力。图8C是表示在水平方向上压缩方向的外力作用于肋117的状态的图。在该情况下，通过肋117在水平方向上压缩而能够吸收压缩方向的外力。
B.变形例：
B1.变形例1：
在本实施方式中，下罩115不具备配置垫片107的槽部。但是，本发明并不限于此，在下罩115上也可以具备配置垫片107的槽部。
本发明并不限于上述实施方式、变形例，在不脱离其主旨的范围内能够以各种结构实现。例如，为了解决上述课题的一部分或全部，或者为了实现上述的、效果的一部分或全部，可以适当对发明内容一栏记载的各方式中的技术特征所对应的实施方式、变形例中的技术特征进行替换、组合。另外，该技术特征在本说明书中只要不是作为必要技术特征进行说明，可以适当删除。

Claims (2)

1.一种燃料电池壳体，收容燃料电池，其中，所述燃料电池壳体具备：
第一部件，具备所述燃料电池壳体的底面；及
第二部件，使用固定件而与所述第一部件的外周部固定，
所述第一部件与所述第二部件之间由垫片密封，
所述第一部件具备肋，
所述肋位于比所述第一部件与所述垫片相接的部分靠内周的位置，并且比所述第一部件与所述垫片相接的面向上侧突出，
在所述第二部件上的比所述第一部件与所述垫片相接的面靠上侧的位置具有配置所述垫片的槽部。
2.根据权利要求1所述的燃料电池壳体，其中，
所述燃料电池通过层叠多个燃料电池单体而构成，
所述第二部件是用于与第三部件一起在所述层叠方向上压缩所述燃料电池的部件，所述第三部件对所述燃料电池的、所述燃料电池的层叠方向上的一侧的面进行支撑。
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