CN105960730A - 燃料电池堆及其装配构造 - Google Patents

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Abstract

在构成燃料电池堆(10)的第二端板(24b)上设有冷却介质供给岐管构件(72a)及冷却介质排出岐管构件(72b)。在第二端板(24b)上设有将燃料电池堆(10)固定于车架(18R)且覆盖冷却介质排出岐管构件(72b)的装配构件(80)。

Description

燃料电池堆及其装配构造
技术领域
本发明涉及燃料电池堆以及用于将所述燃料电池堆固定于规定的设置部位的装配构造，该燃料电池堆具备通过燃料气体与氧化剂气体的电化学反应进行发电的燃料电池，并层叠有多个所述燃料电池。
背景技术
例如，固体高分子型燃料电池具备在由高分子离子交换膜构成的电解质膜的一方的面侧配设有阳电极、且在另一方的面侧配设有阴电极的电解质膜-电极构造体(MEA)。电解质膜-电极构造体由隔板夹持，从而构成发电单元。燃料电池通常通过层叠规定数量的发电单元而例如作为车载用燃料电池堆而装入燃料电池车辆(燃料电池电动汽车等)。
在燃料电池中，在隔板的面内设有用于供燃料气体沿着阳电极流动的燃料气体流路和用于供氧化剂气体沿着阴电极流动的氧化剂气体流路。另一方面，在彼此相邻的隔板之间，沿着所述隔板的面方向设有用于供冷却介质流动的冷却介质流路。
在燃料电池中，还采用设有沿层叠方向贯通而使燃料气体流通的燃料气体连通孔、使氧化剂气体流通的氧化剂气体连通孔以及使冷却介质流通的冷却介质连通孔的、所谓的内部岐管型燃料电池。燃料气体连通孔(反应气体连通孔)具有燃料气体供给连通孔及燃料气体排出连通孔。氧化剂气体连通孔(反应气体连通孔)具有氧化剂气体供给连通孔及氧化剂气体排出连通孔，冷却介质连通孔具有冷却介质供给连通孔及冷却介质排出连通孔。并且，至少在一方的端板上设有与各连通孔相连而供给或排出流体(燃料气体、氧化剂气体或冷却介质)的流体岐管构件。
在上述的车载用燃料电池堆中，在搭载于车辆时，为了保护燃料电池而高效地安装，提出有各种装配构造。例如，已知有日本特开2006-40753号公报所公开的车辆搭载型燃料电池、日本特开2004-127787号公报所公开的移动体用燃料电池系统。
另外，在车载用燃料电池堆中，需要相对于车辆行驶时的振动、碰撞等外部载荷而良好地保护燃料电池，例如，已知有日本特开2007-317406号公报所公开的燃料电池的设置结构。在该燃料电池的设置结构中，将多个发电用的单元层叠而成的燃料电池堆通过缓冲装置而支承于设置场所。缓冲装置具有将与燃料电池堆的单元的层叠方向交叉的方向上的外力的方向朝向所述单元的层叠方向转换的转换功能。
根据该结构，当外力沿着与单元的层叠方向正交的方向作用于燃料电池堆时，将该外力的方向转换为相对于所述外力具有比较高的耐久性的单元的层叠方向。因此，能够提高耐振动性及耐冲击性。
然而，在上述的内部岐管型燃料电池中，流体岐管构件通常由树脂构件构成。因此，例如存在如下问题：在向燃料电池施加外部载荷时，在流体岐管构件上产生应力而使该流体岐管构件容易受到损伤。因此，为了保护流体岐管构件，需要专用的保护构造。
并且，在端板上形成有反应气体连通孔、冷却介质连通孔，使所述端板自身的强度容易降低。因此，为了抑制端板变形而将端板形成为相当厚的壁厚，从而使所述端板自身成为重物。
由此，不得不使用专用的装配构造及专用的保护构造，使构造复杂化，并且使燃料电池堆整体大型化且重量化。
另一方面，上述的缓冲装置具有分别设置在设置面与燃料电池堆的两端之间的连杆机构，使设置构造整体沿着所述燃料电池堆的层叠方向变得相当大型化。并且，使结构复杂化，且是不经济的。
发明内容
本发明用于解决这类问题，其目的在于提供一种燃料电池堆，其能够通过简单且经济的结构良好地保护流体岐管构件，且将该流体岐管构件可靠地固定于设置部位。
另外，本发明的目的在于提供一种燃料电池堆的装配构造，其能够通过简单且经济的结构相对于外部载荷而良好地保护燃料电池堆。
本发明涉及一种燃料电池堆，其层叠有多个通过燃料气体与氧化剂气体的电化学反应进行发电的燃料电池，且在层叠方向两端配设有端板。在至少一方的端板上设有使作为流体的冷却介质、燃料气体或氧化剂气体向燃料电池内流通的流体岐管构件。
并且，燃料电池堆具备装配构件，该装配构件覆盖流体岐管构件而安装于一方的端板，并且用于将所述燃料电池堆固定于设置部位。
另外，本发明涉及一种燃料电池堆的装配构造，其将燃料电池堆分别一体地固定于作为不同构件的第一设置构件及第二设置构件。燃料电池堆具备通过燃料气体与氧化剂气体的电化学反应进行发电的燃料电池，且层叠有多个所述燃料电池。
在该装配构造中，具备对燃料电池堆进行支承并将燃料电池堆固定于第一设置构件的第一托架构件以及对所述燃料电池堆进行支承并将所述燃料电池堆固定于第二设置构件的第二托架构件。并且，在第二托架构件的一部分设有强度比该第二托架构件的其他部位低的缩颈部。
根据本发明，装配构件安装于一方的端板，具有将燃料电池堆固定于设置部位的功能以及覆盖流体岐管构件而保护所述流体岐管构件的功能。因此，不需要装配燃料电池堆的专用装配构造和保护流体岐管构件的专用保护构造。并且，由于装配构件安装于端板，因此能够具有对所述端板的强度进行加强的功能。
由此，能够通过简单且经济的结构来良好地保护流体岐管构件，并且能够将燃料电池堆可靠地固定于设置部位。
另外，根据本发明，当向燃料电池堆施加有规定以上的外部载荷时，在第二托架构件的一部分设置的缩颈部优先断裂。因此，燃料电池堆不会被分别一体地束缚于作为不同构件的第一设置构件及第二设置构件，而是从所述第二设置构件分离而能够可靠地缓和外部载荷。
由此，能够通过简单且经济的结构相对于外部载荷而良好地保护燃料电池堆。
附图说明
图1是搭载有本发明的第一实施方式的燃料电池堆的燃料电池电动汽车的简要俯视说明图。
图2是收容所述燃料电池堆的壳体的局部分解立体说明图。
图3是构成所述燃料电池堆的燃料电池的主要部分分解立体说明图。
图4是所述燃料电池堆的冷却介质岐管构件侧的局部分解立体说明图。
图5是本发明的第二实施方式的燃料电池堆的局部分解立体说明图。
图6是所述燃料电池堆的冷却介质岐管构件侧的侧视说明图。
图7是搭载适用本发明的第三实施方式的装配构造的燃料电池堆的燃料电池电动汽车的前方侧的简要侧视说明图。
图8是所述燃料电池电动汽车的简要俯视说明图。
图9是构成所述装配构造的第二托架构件的立体说明图。
图10是向所述燃料电池电动汽车施加有外部载荷而使所述第二托架构件断裂时的说明图。
图11是使所述燃料电池堆进一步向后方移动时的说明图。
图12是搭载适用本发明的第四实施方式的装配构造的燃料电池堆的燃料电池电动汽车的前方侧的简要侧视说明图。
图13是所述燃料电池电动汽车的简要俯视说明图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的第一实施方式的燃料电池堆10搭载于燃料电池电动汽车(燃料电池车辆)12的前箱(所谓的马达室)12f。
燃料电池堆10具备燃料电池14和收容层叠的多个所述燃料电池14的壳体16(参照图1及图2)。需要说明的是，壳体16根据需要使用即可，也可以不需要。如图2所示，燃料电池14以将电极面设为立位姿势的方式沿着燃料电池电动汽车12的与车长方向(车辆前后方向)(箭头A方向)交叉的车宽方向(箭头B方向)层叠。
如图1所示，在前箱12f处，构成车架的第一框架构件(设置部位)18R、18L沿箭头A方向延伸，在所述第一框架构件18R、18L上搭载有燃料电池堆10。需要说明的是，燃料电池堆10的收容位置没有限定于前箱12f，也可以是例如车辆中央部地板下、后部行李箱附近。
如图2所示，在燃料电池14的层叠方向一端，朝向外侧依次配设有第一接线板20a、第一绝缘板22a及第一端板24a。在燃料电池14的层叠方向另一端，朝向外侧依次配设有第二接线板20b、第二绝缘板22b及第二端板24b。
与第一接线板20a连接的第一电力输出端子26a从横长形状(长方形)的第一端板24a的大致中央部(也可以从中央部偏心)朝向外侧延伸。与第二接线板20b连接的第二电力输出端子26b从横长形状(长方形)的第二端板24b的大致中央部朝向外侧延伸。
在第一端板24a与第二端板24b的各边之间分别配置有与各边的中央位置对应而具有恒定的长度的连结杆28。连结杆28的两端通过螺钉30固定于第一端板24a和第二端板24b，对多个层叠的燃料电池14施加层叠方向(箭头B方向)的紧固载荷。
如图3所示，燃料电池14具备电解质膜-电极构造体32和夹持所述电解质膜-电极构造体32的第一金属隔板34及第二金属隔板36。
第一金属隔板34及第二金属隔板36例如是钢板、不锈钢板、铝板、电镀处理钢板或对金属表面实施了防腐用的表面处理的金属板。第一金属隔板34及第二金属隔板36的平面具有矩形状，并且通过将金属制薄板冲压加工成波形状而成形为截面凹凸形状。需要说明的是，也可以取代第一金属隔板34及第二金属隔板36而例如使用碳隔板。
第一金属隔板34及第二金属隔板36具有横长形状，并且长边沿水平方向(箭头A方向)延伸且短边沿重力方向(箭头C方向)延伸。需要说明的是，也可以是短边沿水平方向延伸且长边沿重力方向延伸。
在燃料电池14的长边方向(箭头A方向)的一端缘部设有沿箭头B方向相互连通的氧化剂气体供给连通孔38a及燃料气体供给连通孔40a。氧化剂气体供给连通孔38a供给氧化剂气体、例如含氧气体，另一方面，燃料气体供给连通孔40a供给燃料气体、例如含氢气体。
在燃料电池14的长边方向的另一端缘部设有沿箭头B方向相互连通而用于排出燃料气体的燃料气体排出连通孔40b和用于排出氧化剂气体的氧化剂气体排出连通孔38b。
在燃料电池14的短边方向(箭头C方向)的两端缘部一侧(水平方向一端侧)，即在氧化剂气体供给连通孔38a及燃料气体供给连通孔40a侧设有两个冷却介质供给连通孔42a。为了供给冷却介质而使两个冷却介质供给连通孔42a沿箭头B方向分别连通，且沿对置的边上下设置。在燃料电池14的短边方向的两端缘部另一侧(水平方向另一端侧)，即在燃料气体排出连通孔40b及氧化剂气体排出连通孔38b侧设有两个冷却介质排出连通孔42b。为了排出冷却介质而使两个冷却介质排出连通孔42b沿箭头B方向分别连通，且沿对置的边上下设置。
电解质膜-电极构造体32例如具备在全氟磺酸的薄膜上浸渍水而成的固体高分子电解质膜44和夹持所述固体高分子电解质膜44的阴电极46及阳电极48。
阴电极46及阳电极48具有由碳纸等构成的气体扩散层(未图示)和通过将在表面担载有铂合金的多孔碳颗粒均匀地涂敷在所述气体扩散层的表面而形成的电极催化剂层(未图示)。电极催化剂层形成在固体高分子电解质膜44的两面。
在第一金属隔板34的朝向电解质膜-电极构造体32的面34a上形成有连通氧化剂气体供给连通孔38a和氧化剂气体排出连通孔38b的氧化剂气体流路50。氧化剂气体流路50由沿箭头A方向延伸的多条波状流路槽(或直线状流路槽)形成。
在第二金属隔板36的朝向电解质膜-电极构造体32的面36a上形成有连通燃料气体供给连通孔40a和燃料气体排出连通孔40b的燃料气体流路52。燃料气体流路52由沿箭头A方向延伸的多条波状流路槽(或直线状流路槽)形成。
在第二金属隔板36的面36b以及与其相邻的第一金属隔板34的面34b之间形成有冷却介质流路54，该冷却介质流路54与冷却介质供给连通孔42a、42a和冷却介质排出连通孔42b、42b连通。冷却介质流路54沿水平方向延伸，使冷却介质在电解质膜-电极构造体32的电极范围内流通。
在第一金属隔板34的面34a、34b上，围绕该第一金属隔板34的外周端缘部而一体成形有第一密封构件56。在第二金属隔板36的面36a、36b上，围绕该第二金属隔板36的外周端缘部而一体成形有第二密封构件58。
作为第一密封构件56及第二密封构件58，例如使用EPDM、NBR、氟橡胶、硅酮橡胶、氟硅橡胶、丁基橡胶、天然橡胶、苯乙烯橡胶、氯丁二烯或丙烯酸类橡胶等的密封件、缓冲件、或填料等具有弹性的密封构件。
如图2所示，在第一端板24a上安装有氧化剂气体供给岐管构件60a、氧化剂气体排出岐管构件60b、燃料气体供给岐管构件62a及燃料气体排出岐管构件62b。氧化剂气体供给岐管构件60a和氧化剂气体排出岐管构件60b与氧化剂气体供给连通孔38a和氧化剂气体排出连通孔38b连通。燃料气体供给岐管构件62a和燃料气体排出岐管构件62b与燃料气体供给连通孔40a和燃料气体排出连通孔40b连通。
如图1及图2所示，在第一端板24a上设有用于将燃料电池堆10固定于第一框架构件18L的装配构件64。装配构件64由具有截面L字状的弯折板构件构成，铅垂面64a具有多个孔部68a。装配构件64借助插入到孔部68a中的螺钉66而螺纹固定于第一端板24a的中央下部侧。在装配构件64的水平面64b上形成有多个孔部68b，插入到所述孔部68b中的螺钉70与第一框架构件18L的未图示的螺纹孔螺合。
如图4所示，在第二端板24b上安装有与一对冷却介质供给连通孔42a连通的树脂制的冷却介质供给岐管构件(流体岐管构件)(冷却介质岐管构件)72a。在第二端板24b上安装有与一对冷却介质排出连通孔42b连通的树脂制的冷却介质排出岐管构件(流体岐管构件)(冷却介质岐管构件)72b。
冷却介质供给岐管构件72a具有与上下的冷却介质供给连通孔42a、42a连通的上下的凸缘部74a、74a，所述凸缘部74a、74a与供给主体部76a一体化。在供给主体部76a的中间位置连接有入口配管78a。凸缘部74a、74a分别借助多个螺钉66而固定于第二端板24b。
冷却介质排出岐管构件72b具有与上下的冷却介质排出连通孔42b、42b连通的上下的凸缘部74b、74b，所述凸缘部74b、74b与排出主体部76b一体化。在排出主体部76b的中间位置连接有出口配管78b。凸缘部74b、74b分别借助多个螺钉66而固定于第二端板24b。
在第二端板24b上设有将燃料电池堆10固定于第一框架构件18R且覆盖冷却介质排出岐管构件72b的装配构件80。装配构件80被设定为与第二端板24b对置的底部具有大致矩形状的立方体形状。
在装配构件80的底部设有多个、例如三个(或四个)安装部82，所述安装部82构成与第二端板24b的板面平行的平坦面。在各安装部82上沿着水平方向而形成有孔部82a，另一方面，在第二端板24b上与所述孔部82a对应而形成有螺纹孔84。螺纹孔84设定于第二端板24b的冷却介质排出岐管构件72b侧的端部上下附近和所述冷却介质排出岐管构件72b的内侧上部。也可以使板(或中间构件)83介于安装部82与第二端板24b之间。需要说明的是，在以下说明的第二实施方式以后的实施方式中，也可以同样地用于全部的安装部。
在安装部82之间，与冷却介质排出岐管构件72b的形状对应、例如与出口配管78b对应而形成有退避部85。退避部85被设为向装配构件80的内侧切口，避免与出口配管78b的干涉。此外，在安装部82之间，还根据需要与冷却介质排出岐管构件72b的形状、例如与排出主体部76b对应来设置各种退避部85。
在装配构件80的与底部(安装部82侧的端部)相反一侧的端部设有矩形状的固定部86。在固定部86上沿铅垂方向而形成有多个孔部86a。在第一框架构件18R上与孔部86a对应而形成有多个螺纹孔88。
装配构件80通过使插入到孔部82a的螺钉90与第二端板24b的螺纹孔84螺合而安装于所述第二端板24b。装配构件80通过使插入到孔部86a的螺钉92与第一框架构件18R的螺纹孔88螺合而固定于所述第一框架构件18R。
如图2所示，壳体16的车宽方向(箭头B方向)两端的两边(面)为第一端板24a及第二端板24b。壳体16的车长方向(箭头A方向)两端的两边(面)为横长板形状的前方侧板96及后方侧板98。壳体16的车高方向(箭头C方向)两端的两边(面)是上方侧板100及下方侧板102。上方侧板100及下方侧板102具有横长板形状。
前方侧板96、后方侧板98、上方侧板100及下方侧板102通过将螺钉108经由各孔部106螺入在第一端板24a及第二端板24b的侧部设置的各螺纹孔104进行固定。
以下，对该燃料电池堆10的动作进行说明。
首先，如图2所示，从第一端板24a的氧化剂气体供给岐管构件60a向氧化剂气体供给连通孔38a供给含氧气体等氧化剂气体。从第一端板24a的燃料气体供给岐管构件62a向燃料气体供给连通孔40a供给含氢气体等燃料气体。
进而，如图4所示，在第二端板24b处，从冷却介质供给岐管构件72a向一对冷却介质供给连通孔42a供给纯水、乙二醇、油等冷却介质。
因此，如图3所示，氧化剂气体从氧化剂气体供给连通孔38a向第一金属隔板34的氧化剂气体流路50导入。氧化剂气体沿着氧化剂气体流路50向箭头A方向移动，并向电解质膜-电极构造体32的阴电极46供给。
另一方面，燃料气体从燃料气体供给连通孔40a向第二金属隔板36的燃料气体流路52供给。燃料气体沿着燃料气体流路52向箭头A方向移动，并向电解质膜-电极构造体32的阳电极48供给。
因此，在电解质膜-电极构造体32中，向阴电极46供给的氧化剂气体与向阳电极48供给的燃料气体在电极催化剂层内通过电化学反应被消耗而进行发电。
接着，向电解质膜-电极构造体32的阴电极46供给而被消耗的氧化剂气体沿着氧化剂气体排出连通孔38b向箭头B方向排出。另一方面，向电解质膜-电极构造体32的阳电极48供给而被消耗的燃料气体沿着燃料气体排出连通孔40b向箭头B方向排出。
另外，供给至一对冷却介质供给连通孔42a的冷却介质向第一金属隔板34与第二金属隔板36间的冷却介质流路54导入。冷却介质在暂时沿着箭头C方向内侧流动之后，向箭头A方向移动而对电解质膜-电极构造体32进行冷却。该冷却介质在向箭头C方向外侧移动之后，沿着一对冷却介质排出连通孔42b向箭头B方向排出。
如上述那样，在燃料电池电动汽车12中，将来自燃料电池堆10的电力向行驶驱动马达(未图示)供给而进行行驶。此时，如图1所示，当从前方沿箭头Ab方向(车长方向后方)对燃料电池电动汽车12施加有作为冲击的外部载荷F时，所述燃料电池电动汽车12的前方部分容易向内部变形。因此，尤其是配置在比冷却介质供给岐管构件72a靠前方的冷却介质排出岐管构件72b容易产生破损，有可能引起燃料电池堆10的液体接界。
在该情况下，在第一实施方式中，如图1及图4所示，在第二端板24b上设有将燃料电池堆10固定于第一框架构件18R且覆盖冷却介质排出岐管构件72b的装配构件80。即，装配构件80具有将燃料电池堆10固定于第一框架构件18R的功能和保护冷却介质排出岐管构件72b的功能。
因此，在第一实施方式中，不需要使用装配燃料电池堆10的专用装配构造和保护冷却介质排出岐管构件72b的专用保护构造。并且，由于装配构件80安装于第二端板24b，因此能够具有对所述第二端板24b的强度进行加强的功能。因此，容易实现第二端板24b的薄壁化。
由此，能够得到如下这样的效果：能够通过简单且经济的结构良好地保护冷却介质排出岐管构件72b，并且将燃料电池堆10可靠地固定于作为设置部位的第一框架构件18R。
需要说明的是，在第一实施方式中，装配构件80覆盖冷却介质排出岐管构件72b而安装于第二端板24b，但并不限定于此。例如，除了使用覆盖冷却介质排出岐管构件72b的装配构件80之外，还可以使用覆盖冷却介质供给岐管构件72a的装配构件(未图示)。另外，在第一端板24a侧，也可以取代装配构件64而设置覆盖所期望的岐管构件的装配构件。
图5是本发明的第二实施方式的燃料电池堆120的局部分解立体说明图。需要说明的是，对于与第一实施方式的燃料电池堆10相同的构成要素标注同一附图标记，并省略其详细说明。另外，在以下说明的第三实施方式中，也同样地标注同一附图标记，并省略其详细说明。
如图5及图6所示，燃料电池堆120具备在第二端板24b上安装的装配构件122。装配构件122配置为，将燃料电池堆120固定于第一框架构件18R，并且一体地覆盖冷却介质供给岐管构件72a及冷却介质排出岐管构件72b。装配构件122设定为与第二端板24b对置的底部具有大致三角形状(或大致矩形状)的立方体形状。
在装配构件122的底部设有多个、例如三个(或四个)安装部124，所述安装部124构成与第二端板24b的板面平行的平坦面。在各安装部124上沿着水平方向形成有孔部124a，另一方面，在第二端板24b上与所述孔部124a对应而形成有螺纹孔126。螺纹孔126设定于第二端板24b的上部两角部和下部中央部，且设置在冷却介质供给岐管构件72a及冷却介质排出岐管构件72b的外侧。
在安装部124之间，与冷却介质供给岐管构件72a及冷却介质排出岐管构件72b的形状对应而形成有退避部128。退避部128设置为向装配构件122的内侧切口，避免与其他部件的干涉。
在装配构件122的与底部相反一侧的端部设有矩形状的固定部130。在固定部130上沿着铅垂方向而形成有多个孔部130a。在第一框架构件18R上与孔部130a对应而形成有多个螺纹孔132。装配构件122通过使插入到孔部124a中的螺钉134与第二端板24b的螺纹孔126螺合而安装于所述第二端板24b。装配构件122通过使插入到孔部130a中的螺钉136与第一框架构件18R的螺纹孔132螺合而固定于所述第一框架构件18R。
在该第二实施方式中，装配构件122具有将燃料电池堆120固定于第一框架构件18R的功能以及一体地保护冷却介质供给岐管构件72a及冷却介质排出岐管构件72b的功能。由此，能够通过简单且经济的结构良好地保护冷却介质供给岐管构件72a及冷却介质排出岐管构件72b。并且，能够将燃料电池堆120可靠地固定于第一框架构件18R。
需要说明的是，在第二实施方式中，仅对第二端板24b侧进行了说明，但第一端板24a侧也可以与所述第二端板24b侧同样地构成。
如图7及图8所示，适用了本发明的第三实施方式的装配构造140的燃料电池堆142搭载于燃料电池电动汽车143的前箱143f。
装配构造140具备对燃料电池堆142进行支承而固定于第一框架构件(第一设置构件)18L、18R的第一托架构件144a、144b。第一托架构件144a、144b与装配构件64同样地构成。
如图7所示，装配构造140具备第二托架构件148，该第二托架构件148在对燃料电池堆142进行支承的状态下经由行驶用马达146而固定于构成车架的第二框架构件(第二设置构件)。行驶用马达146能够通过燃料电池堆142的发电电力进行驱动，且经由第一马达托架150a而螺纹固定于第二框架构件18SF。在行驶用马达146上设有第二马达托架150b，所述第二马达托架150b与第二托架构件148连结。
如图7～图9所示，第二托架构件148具有平坦部148a，该平坦部148a与燃料电池堆142的底部连结，具体而言，与下方侧板102的箭头B方向大致中央部连结。如图9所示，在平坦部148a上形成有多个、例如两个孔部152a。在孔部152a中插入有螺钉154，所述螺钉154与下方侧板102的螺纹孔(未图示)螺合，从而将第二托架构件148固定于所述下方侧板102。需要说明的是，孔部152a的个数并不限定于两个，只要根据必要的结合强度来设定个数即可。
一对支承部148b从平坦部148a向下方延伸，并且在各支承部148b沿水平方向凹陷而设有缩颈部148bk。缩颈部148bk构成为，使水平方向的厚度薄壁化，且仅相对于朝水平方向后方(箭头Ab方向)作用的力而强度减弱。缩颈部148bk的相对于水平方向(剪切方向)的强度设定为比第二托架构件148的其他部位低。需要说明的是，缩颈部148bk的位置并不限定于第三实施方式，只要使水平方向的厚度薄壁化，则可以为任意位置。
即，缩颈部148bk具有相对于车辆前后方向而截面模量降低的构造。另外，缩颈部148bk能够具有相对于车辆左右方向而截面模量降低的构造。这是为了相对于来自侧面的冲击，也能够通过缩颈部148bk良好地断裂。
从各支承部148b的下端部设有腿部148c。腿部148c从水平方向朝下方倾斜延伸，在终端缘部朝向水平方向而形成有孔部152b。在腿部148c之间配置有第二马达托架150b。在第二马达托架150b上形成有孔部156，在各腿部148c的孔部152b和所述孔部156中一体地插入轴158，在所述轴158的前端切出的螺纹部与螺母160螺合。第二托架构件148与第二马达托架150b彼此固定。
如图7所示，在第二框架构件18SF上配置有燃料电池冷却用散热器162。燃料电池堆142配置为与散热器162的后方接近。
以下，对该燃料电池堆142的动作进行说明。
燃料电池电动汽车143通过向行驶用马达146供给来自燃料电池堆142的电力而进行行驶。此时，如图7所示，当从前方沿箭头Ab方向(车长方向后方)对燃料电池电动汽车143施加有作为冲击的外部载荷F时，所述燃料电池电动汽车143的前方部分容易向内部变形。
因此，如图10所示，散热器162向后方(箭头Ab方向)移动而与燃料电池堆142抵接，在所述燃料电池堆142上施加有朝向后方的载荷。此时，燃料电池堆142通过装配构造140分别固定于独立的第一框架构件18R、18L和第二框架构件18SF。
在该情况下，在第三实施方式中，构成装配构造140的第二托架构件148在一部分具有与其他部位相比强度低的缩颈部148bk(参照图9)。具体而言，一对支承部148b从平坦部148a向下方延伸，并且在各支承部148b朝水平方向凹陷而设有缩颈部148bk。缩颈部148bk构成为，仅相对于朝水平方向后方(箭头Ab方向)作用的力而强度变弱，所述缩颈部148bk的相对于水平方向(剪切方向)的强度设定为比第二托架构件148的其他部位低。
因此，当朝向水平方向对燃料电池堆142施加有规定以上的外部载荷F时，第二托架构件148的缩颈部148bk优先断裂。由此，燃料电池堆142不会被分别一体地束缚于作为不同构件的第一框架构件18L、18R及第二框架构件18SF，而是从所述第二框架构件18SF分离(参照图10)。
即，燃料电池堆142经由第一托架构件144a、144b而仅支承于第一框架构件18L、18R。因此，不会被第二框架构件18SF的变形影响，能够可靠地缓和外部载荷F。因此，在第三实施方式中，能够通过简单且经济的结构相对于外部载荷F而良好地保护燃料电池堆142。
并且，在第三实施方式中，行驶用马达146从燃料电池堆142分离。因此，如图11所示，行驶用马达146能够向第一框架构件18L、18R的下方移动。由此，能够良好地抑制行驶用马达146例如向制动踏板(未图示)附近行进的情况。
如图12及图13所示，本发明的第四实施方式的装配构造170适用于燃料电池堆142。需要说明的是，对于与第三实施方式的装配构造140同样的构成要素标注同一附图标记，并省略其详细说明。
装配构造170具备将行驶用马达146的后方侧固定于第二框架构件18SF的马达装配部172。马达装配部172沿上下配置燃料电池固定部174和马达固定部176，且在所述马达固定部176的下部设有螺纹固定于横向框架178的安装部180a、180b。
如图13所示，安装部180a设置为左右一对。另一方面，安装部180b设于沿着宽度方向(箭头B方向)通过一对所述安装部180a之间的假想线S上。一对安装部180a和安装部180b配置为在俯视下与三角形状T的各角部对应。横向框架178固定于一对第二框架构件18SF。
如图12所示，在燃料电池固定部174上夹着橡胶构件(未图示)而螺纹固定有一对腿部148c，从而将第二托架构件148固定于马达装配部172。在马达固定部176上经由紧固销156c而固定有装配于行驶用马达146的第二马达托架150b。
在该第四实施方式中，构成装配构造170的第二托架构件148在一部分具有与其他部位相比强度低的缩颈部148bk。由此，可以得到如下的与上述的第三实施方式同样的效果：通过简单且经济的结构能够相对于外部载荷F而良好地保护燃料电池堆142等。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)一种燃料电池堆，该燃料电池堆(10、120)层叠有多个通过燃料气体与氧化剂气体的电化学反应进行发电的燃料电池(14)，且在层叠方向两端配设有端板(24a、24b)，并且在至少一方的端板(24b)上设有供作为流体的冷却介质、燃料气体或氧化剂气体向所述燃料电池(14)内流通的流体岐管构件，其特征在于，
所述流体岐管构件对使所述流体沿所述燃料电池(14)的层叠方向流通的一对流体连通孔进行连通，
所述燃料电池堆(10、120)具备装配构件(80、122)，该装配构件(80、122)覆盖所述流体岐管构件而安装于所述一方的端板(24b)，并且用于将所述燃料电池堆(10、120)固定于设置部位(18R)。
2.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其特征在于，
所述流体岐管构件是使作为所述流体的所述冷却介质流通的冷却介质岐管构件。
3.根据权利要求2所述的燃料电池堆，其特征在于，
所述冷却介质岐管构件具有供给所述冷却介质的冷却介质供给岐管构件(72a)以及排出所述冷却介质的冷却介质排出岐管构件(72b)，
所述装配构件(122)配置为一体地覆盖冷却介质供给岐管构件(72a)以及所述冷却介质排出岐管构件(72b)。
4.一种燃料电池堆的装配构造，其将燃料电池堆(142)分别一体地固定于作为不同构件的第一设置构件及第二设置构件，所述燃料电池堆(142)具备通过燃料气体与氧化剂气体的电化学反应进行发电的燃料电池(14)，且层叠有多个所述燃料电池(14)，其特征在于，
所述燃料电池堆的装配构造具备：
第一托架构件(144a、144b)，其对所述燃料电池堆(142)进行支承并将所述燃料电池堆(142)固定于所述第一设置构件；以及
第二托架构件(148)，其对所述燃料电池堆(142)进行支承并将所述燃料电池堆(142)固定于所述第二设置构件，
在所述第二托架构件(148)的一部分设有强度比该第二托架构件(148)的其他部位低的缩颈部(148bk)。
5.根据权利要求4所述的燃料电池堆的装配构造，其特征在于，
所述第二托架构件(148)具有：
平坦部(148a)，其与所述燃料电池堆(142)的底部连结；以及
支承部(148b)，其从所述平坦部(148a)向下方延伸，
在所述支承部(148b)上设有使水平方向的厚度薄壁化的所述缩颈部(148bk)。
6.根据权利要求4所述的燃料电池堆的装配构造，其特征在于，
所述燃料电池堆(142)搭载于燃料电池车辆，
所述第一设置构件是构成车辆框架的第一框架构件(18L、18R)，
所述第二设置构件是构成所述车辆框架且与所述第一框架构件(18L、18R)独立的第二框架构件(18SF)，
在所述第二框架构件(18SF)上固定有能够通过所述燃料电池堆(142)的发电电力进行驱动的行驶用马达(146)。
7.根据权利要求6所述的燃料电池堆的装配构造，其特征在于，
所述第二托架构件(148)与所述行驶用马达(146)连结。
8.根据权利要求6所述的燃料电池堆的装配构造，其特征在于，
所述行驶用马达(146)经由马达装配部(172)而固定于所述第二框架构件(18SF)，
所述第二托架构件(148)固定于所述马达装配部(172)。

Claims (8)

1.(修改后)一种燃料电池堆，该燃料电池堆(10、120)层叠有多个通过燃料气体与氧化剂气体的电化学反应进行发电的燃料电池(14)，且在层叠方向两端配设有端板(24a、24b)，并且在至少一方的端板(24b)上设有供作为流体的冷却介质、燃料气体或氧化剂气体向所述燃料电池(14)内流通的流体岐管构件，其特征在于，
所述流体岐管构件对使所述流体沿所述燃料电池(14)的层叠方向流通的一对流体连通孔进行连通，
所述燃料电池堆(10、120)具备装配构件(80、122)，该装配构件(80、122)覆盖所述流体岐管构件而安装于所述一方的端板(24b)，并且用于将所述燃料电池堆(10、120)固定于设置部位(18R)。
2.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其特征在于，
所述流体岐管构件是使作为所述流体的所述冷却介质流通的冷却介质岐管构件。
3.根据权利要求2所述的燃料电池堆，其特征在于，
所述冷却介质岐管构件具有供给所述冷却介质的冷却介质供给岐管构件(72a)以及排出所述冷却介质的冷却介质排出岐管构件(72b)，
所述装配构件(122)配置为一体地覆盖冷却介质供给岐管构件(72a)以及所述冷却介质排出岐管构件(72b)。
4.一种燃料电池堆的装配构造，其将燃料电池堆(142)分别一体地固定于作为不同构件的第一设置构件及第二设置构件，所述燃料电池堆(142)具备通过燃料气体与氧化剂气体的电化学反应进行发电的燃料电池(14)，且层叠有多个所述燃料电池(14)，其特征在于，
所述燃料电池堆的装配构造具备：
第一托架构件(144a、144b)，其对所述燃料电池堆(142)进行支承并将所述燃料电池堆(142)固定于所述第一设置构件；以及
第二托架构件(148)，其对所述燃料电池堆(142)进行支承并将所述燃料电池堆(142)固定于所述第二设置构件，
在所述第二托架构件(148)的一部分设有强度比该第二托架构件(148)的其他部位低的缩颈部(148bk)。
5.根据权利要求4所述的燃料电池堆的装配构造，其特征在于，
所述第二托架构件(148)具有：
平坦部(148a)，其与所述燃料电池堆(142)的底部连结；以及
支承部(148b)，其从所述平坦部(148a)向下方延伸，
在所述支承部(148b)上设有使水平方向的厚度薄壁化的所述缩颈部(148bk)。
6.根据权利要求4所述的燃料电池堆的装配构造，其特征在于，
所述燃料电池堆(142)搭载于燃料电池车辆，
所述第一设置构件是构成车辆框架的第一框架构件(18L、18R)，
所述第二设置构件是构成所述车辆框架且与所述第一框架构件(18L、18R)独立的第二框架构件(18SF)，
在所述第二框架构件(18SF)上固定有能够通过所述燃料电池堆(142)的发电电力进行驱动的行驶用马达(146)。
7.根据权利要求6所述的燃料电池堆的装配构造，其特征在于，
所述第二托架构件(148)与所述行驶用马达(146)连结。
8.根据权利要求6所述的燃料电池堆的装配构造，其特征在于，
所述行驶用马达(146)经由马达装配部(172)而固定于所述第二框架构件(18SF)，
所述第二托架构件(148)固定于所述马达装配部(172)。
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