CN110176619A - 燃料电池系统 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及燃料电池系统(10)，其具备收纳燃料电池堆(12)的堆壳体(14)。在堆壳体(14)的铅垂方向下部设置换气用空气流入孔(120)，在堆壳体(14)的铅垂方向上部设置换气用空气排出孔(孔部(76h))。在换气用空气流入孔(120)配置过滤器装置(122)，该过滤器装置(122)具有使液体不透过并且使气体透过的过滤器主体(124)。

Description

燃料电池系统
技术领域
本发明涉及具备堆壳体的换气机构的燃料电池系统。
背景技术
例如，固体高分子型燃料电池具备电解质膜-电极结构体(MEA)，该电解质膜-电极结构体在由高分子离子交换膜形成的电解质膜的一方的面配设有阳极电极，在另一方的面配设有阴极电极。电解质膜-电极结构体被隔板夹着，由此构成发电单电池(单位电池)。通常，层叠规定数量的发电单电池，例如作为车载用燃料电池堆搭载于燃料电池车辆。
在车载用燃料电池堆中，采用如下结构，在堆壳体内收纳层叠规定数量的发电单电池而形成的层叠体。该情况下，能够设想到在堆壳体内从层叠体的间隙等漏出氢气。因此，在堆壳体内收纳层叠体的情况下，在堆壳体内漏出的氢气蓄积。因而，为了使氢气的浓度为固定浓度以下，提出了设置换气机构的方案，该换气机构从外部向堆壳体内导入空气来对堆壳体内进行换气(例如，参照日本特开2004-186029号公报)。
发明内容
发明所要解决的问题
然而，换气机构具有连通堆壳体的内外的换气用空气流路，因此可能会从外部经由换气机构的该换气用空气流路向堆壳体内进入水、尘埃、泥、小石等空气之外的异物。
本发明是考虑这样的课题做出的，目的在于提供能够防止经由换气用空气流入孔向堆壳体内进入空气之外的异物的燃料电池系统。
用于解决问题的方案
为了实现上述的目的，本发明涉及的燃料电池系统，具备：燃料电池堆、以及收纳燃料电池堆的堆壳体，在所述燃料电池系统中，在燃料电池堆的外周与所述堆壳体的内周之间形成有间隙，在所述堆壳体的铅垂方向下部设置与所述间隙连通的换气用空气流入孔，在所述堆壳体的铅垂方向上部设置与所述间隙连通的换气用空气排出孔，在所述换气用空气流入孔配置过滤器装置，所述过滤器装置具有使液体不透过并且使气体透过的过滤器主体。
优选的是，所述过滤器主体由树脂或者陶瓷的多孔质膜形成。
优选的是，所述过滤器装置具有支撑所述过滤器主体的外周的支撑框构件，所述支撑框构件具有与所述换气用空气流入孔嵌合的卡合部。
优选的是，在所述堆壳体的侧面的铅垂方向下部，在水平方向排列设置多个所述换气用空气流入孔。
优选的是，所述燃料电池系统搭载于车辆，所述换气用空气流入孔设置在构成所述堆壳体的车辆后方侧的端部的侧面、或者构成所述堆壳体的车辆宽度方向的端部的侧面。
优选的是，所述燃料电池系统具备与所述堆壳体邻接地接合的辅助设备壳体，在所述辅助设备壳体的铅垂方向下部设置连通所述辅助设备壳体的内外的换气用空气流入孔，在所述辅助设备壳体的所述换气用空气流入孔配置过滤器装置，所述过滤器装置具有使液体不透过并且使气体透过的过滤器主体。
发明的效果
根据本发明的燃料电池堆能够防止经由换气用空气流入孔向堆壳体内进入空气之外的异物。
根据参照附图所作的对以下的实施方式进行的说明，容易理解所述目的、特征以及优点。
附图说明
图1是具备本发明的实施方式涉及的燃料电池系统的燃料电池车辆的立体图。
图2是发电单电池的分解立体图。
图3是从车辆后方侧观察到的壳体单元的立体图。
图4是壳体单元的分解立体图。
图5A是过滤器装置的结构说明图。图5B是其他结构涉及的过滤器装置的结构说明图。
图6是从下方侧观察到的壳体单元的立体图。
具体实施方式
如图1所示，具备本发明的实施方式涉及的燃料电池系统10的燃料电池车辆11例如是燃料电池电动汽车。在以下的说明中，上方(上部)是指铅垂方向的上方(上部)。下方(下部)是指铅垂方向的下方(下部)。在燃料电池车辆11中，收纳有燃料电池堆12的堆壳体14配置在形成于仪表板16的前方(箭头符号Af方向)的前室(电机室)18内。
燃料电池堆12具备单元层叠体20as，该单元层叠体20as是在车辆宽度方向(箭头符号B方向)层叠多个发电单电池20(参照图2)而形成的。在单元层叠体20as的层叠方向一端(箭头符号BL方向侧)朝向外方依次配设第一端子板22a以及第一绝缘板24a。在单元层叠体20as的层叠方向另一端(箭头符号BR方向侧)朝向外方依次配设第二端子板22b以及第二绝缘板24b。燃料电池堆12经由隔板(未图示)被夹持在后述的堆壳体14的右侧板78与辅助设备壳体72的第一壳体构件88之间，并且在层叠方向被施加紧固载荷。
如图2所示，发电单电池20具有电解质膜-电极结构体32以及从两侧夹持电解质膜-电极结构体32的第一隔板34和第二隔板36。电解质膜-电极结构体32具备电解质膜40、夹持电解质膜40的阴极电极42和阳极电极44。在电解质膜-电极结构体32的外周部遍及整周地设置膜状的树脂框构件33。第一隔板34以及第二隔板36由金属隔板或者碳隔板构成。
在发电单电池20的箭头符号A方向的一端缘部，沿着箭头符号C方向(铅垂方向)排列设置沿着层叠方向(箭头符号B方向)相互连通的氧化剂气体入口连通孔46a、冷却介质入口连通孔60a以及燃料气体出口连通孔48b。氧化剂气体入口连通孔46a供给氧化剂气体、例如含氧气体。冷却介质入口连通孔60a供给冷却介质，另一方面，燃料气体出口连通孔48b排出燃料气体、例如含氢气体。
在发电单电池20的箭头符号A方向的另一端缘部，沿着箭头符号C方向排列设置沿着箭头符号B方向相互连通的供给燃料气体的燃料气体入口连通孔48a；排出冷却介质的冷却介质出口连通孔60b；以及排出氧化剂气体的氧化剂气体出口连通孔46b。
在第一隔板34的朝向电解质膜-电极结构体32的面，设置与氧化剂气体入口连通孔46a和氧化剂气体出口连通孔46b连通的氧化剂气体流路62。在第二隔板36的朝向电解质膜-电极结构体32的面，设置与燃料气体入口连通孔48a和燃料气体出口连通孔48b连通的燃料气体流路64。
在相互邻接的构成发电单电池20的第一隔板34与第二隔板36之间，设置与冷却介质入口连通孔60a和冷却介质出口连通孔60b连通的冷却介质流路66。在第一隔板34和第二隔板36分别一体地或者单独地设置与树脂框构件33抵接的密封构件50、52。也可以是，代替密封构件50、52，在第一隔板34以及第二隔板36通过冲压成型来设置朝向树脂框构件33突出的凸起密封件。
如图1以及图3所示，燃料电池系统10具备收纳燃料电池堆12的堆壳体14、以及收纳燃料电池用辅助设备70的辅助设备壳体72。由堆壳体14和辅助设备壳体72构成壳体单元74。由堆壳体14和辅助设备壳体72构成的壳体单元74在俯视观察时呈四边形(长边是沿着车辆宽度方向延长的长方形)。在堆壳体14内，在燃料电池堆12的外周与堆壳体14的内周之间形成有间隙S。
如图4所示，堆壳体14具有在俯视观察时呈四边形的壳主体76。壳主体76具有在左侧(箭头符号BL方向侧)形成的四边形的左开口部76a、在右侧(箭头符号BR方向侧)形成的四边形的右开口部76b以及在后侧(箭头符号Ar方向侧)形成的四边形的后方开口部76c，并且构成为箱型。
在壳主体76的上部(在图示的例子中，壳主体76的铅垂方向的上表面76s)的、与辅助设备壳体72接合一侧的相反侧的两个角部，形成使堆壳体14与外部连通的孔部76h(换气用空气排出孔)。也可以是，仅在壳主体76的上述两个角部中的任一方设置孔部76h。也可以是，在堆壳体14的铅垂方向的上表面76s以外的侧面的上部设置孔部76h。
堆壳体14还具备：将壳主体76的右开口部76b封闭的右侧板78、以及将壳主体76的后方开口部76c封闭的后方侧板80。右侧板78是四边形的侧板，并且被螺栓82接合于壳主体76的右端。右侧板78兼作为对料电池堆12(图1)施加层叠方向的紧固载荷的一方的端板。在壳主体76与右侧板78之间，遍布壳主体76与右侧板78的接合面的整周地配置由弹性材料形成的密封构件81。
后方侧板80是四边形的侧板，并且被螺栓82接合于壳主体76的后端。在壳主体76与后方侧板80之间，遍布壳主体76与后方侧板80的接合面的整周地配置由弹性材料形成的密封构件83。此外，也可以是，后方侧板80不是壳主体76以外的其他部件，而是与壳主体76一体。
如图1所示，辅助设备壳体72是用于保护燃料电池用辅助设备70的保护壳体，并且在堆壳体14的水平方向邻接地与堆壳体14接合。在辅助设备壳体72内作为燃料电池用辅助设备70收纳有氢系统辅助设备(氢气供给器)71。氢系统辅助设备71具有喷射器84、引射器85、氢泵86、阀类(未图示)等。辅助设备壳体72具有与堆壳体14邻接设置的凹形状的第一壳体构件88、以及与第一壳体构件88接合的凹形状的第二壳体构件90。利用第一壳体构件88和第二壳体构件90来形成收纳氢系统辅助设备71的收纳空间73。
如图4所示，第一壳体构件88具有与壳主体76接合的壁部92(凹形状的第一壳体构件88的底壁部)。第一壳体构件88被螺栓82接合于壳主体76的左端。在壳主体76与第一壳体构件88之间，遍及壳主体76与第一壳体构件88的接合面的整周地配置由弹性材料形成的密封构件79。第一壳体构件88(辅助设备壳体72的一部分)兼作为对燃料电池堆12(图1)施加层叠方向的紧固载荷的另一方的端板。
第一壳体构件88的壁部92划分堆壳体14的内部空间与辅助设备壳体72的内部空间。在壁部92的上部设置有使堆壳体14的内部空间与辅助设备壳体72的内部空间相互连通的多个换气用连通孔94。换气用连通孔94是在厚度方向(箭头符号B方向)贯通壁部92的孔，面对壳主体76的左开口部76a。上述的密封构件79配置在比换气用连通孔94靠外侧的位置。
沿着相对于堆壳体14与辅助设备壳体72的接合方向(箭头符号B方向)垂直的水平方向(箭头符号A方向)隔开间隔地配置多个换气用连通孔94。至少沿着辅助设备壳体72的上部两侧(相对于堆壳体14与辅助设备壳体72的接合方向垂直的水平方向的两侧)设置换气用连通孔94。
在第一壳体构件88的壁部92形成有配管用开口部96a、96b，所述配管用开口部96a、96b用于使与设置在燃料电池堆12的氧化剂气体入口连通孔46a、氧化剂气体出口连通孔46b、燃料气体入口连通孔48a、燃料气体出口连通孔48b、冷却介质入口连通孔60a以及冷却介质出口连通孔60b(图2)分别连接的连接配管(未图示)通过。
第二壳体构件90是封闭第一壳体构件88的盖构件，并且被螺栓82接合于第一壳体构件88。在辅助设备壳体72的上部(在图示的例子中铅垂方向的上表面72s)的、与堆壳体14接合一侧的相反侧的两个角部，形成有使辅助设备壳体72与外部连通的孔部72h(换气用空气排出孔)。具体来说，在第二壳体构件90的上部的两个角部形成孔部72h。也可以是，仅在第二壳体构件90的上部的两个角部中的任一方设置孔部72h。也可以是，在第二壳体构件90的铅垂方向的上表面72s以外的侧面的上部设置孔部72h。
如图1所示，燃料电池系统10具备用于从壳体单元74(堆壳体14以及辅助设备壳体72)排出燃料气体的排气装置98。排气装置98具有与壳体单元74连接的换气用管道100a、100b。换气用管道100a、100b在俯视观察时与壳体单元74的四个角部连接。具体来说，排气装置98具有与堆壳体14连接的第一换气用管道100a、以及与辅助设备壳体72连接的第二换气用管道100b。
第一换气用管道100a与设置在堆壳体14的孔部76h连接。因此，在堆壳体14的上部，在与辅助设备壳体72连接一侧的相反侧的两个角部连接第一换气用管道100a。第一换气用管道100a具有与堆壳体14的两个孔部76h连接的两个连接管部102a、102b，以及两个连接管部102a、102b合流而成的合流管部102c。合流管部102c与设置在右侧挡泥板部108R的右侧排气口110R连接。
第二换气用管道100b与设置在辅助设备壳体72的孔部72h连接。因此，在辅助设备壳体72的上部，在与堆壳体14连接一侧的相反侧的两个角部连接第二换气用管道100b。第二换气用管道100b具有与辅助设备壳体72的两个孔部72h连接的两个连接管部104a、104b，以及两个连接管部104a、104b合流而成的合流管部104c。合流管部104c与设置在左侧挡泥板部108L的左侧排气口110L连接。
第一换气用管道100a与第二换气用管道100b经由连结配管112相互连接。连结配管112与第一换气用管道100a的前方侧的连接管部102a以及第二换气用管道100b的前方侧的连接管部104a连接。因此，在俯视观察时，在相对于堆壳体14与辅助设备壳体72的连接方向垂直的方向(箭头符号A方向)的一方侧(前方侧)，第一换气用管道100a与第二换气用管道100b相互连接。也可以是，连结配管112与第一换气用管道100a的后方侧的连接管部102b以及第二换气用管道100b的后方侧的连接管部104b连接。
如图4所示，为了从外部向堆壳体14内导入空气来对堆壳体14内进行换气，在堆壳体14的下部设置换气用空气流入孔120，该换气用空气流入孔120连通于燃料电池堆12的外周与堆壳体14的内周之间形成的间隙S(图1)。堆壳体14的下部是指比堆壳体14的铅垂方向高度的中央靠下方的部分。换气用空气流入孔120设置在构成堆壳体14的车辆宽度方向(箭头符号B方向)的端部的侧面以及构成堆壳体14的车辆后方侧(箭头符号Ar方向侧)的端部的侧面。
在本实施方式中，具体来说，分别在右侧板78的下部和后方侧板80的下部设置多个换气用空气流入孔120。
在右侧板78，在车辆前后方向即水平方向(箭头符号A方向)排列设置多个换气用空气流入孔120。在右侧板78设置的多个换气用空气流入孔120的铅垂方向位置(高度)可以是相同的，也可以是不同的。
在后方侧板80，在车辆宽度方向即水平方向排列设置多个换气用空气流入孔120。设置在后方侧板80的多个换气用空气流入孔120的铅垂方向位置(高度)可以是相同的，也可以是不同的。
在多个的换气用空气流入孔120分别配置过滤器装置122。因此，燃料电池系统10在堆壳体14的下部具备多个过滤器装置122。
如图5A所示，各个过滤器装置122具有过滤器主体124、以及支撑过滤器主体124的外周的支撑框构件126。过滤器主体124使液体不透过并且使气体透过。因此，过滤器主体124具有阻止水分透过而允许空气透过的功能。优选的是，过滤器主体124由树脂(例如，四氟化乙烯等)或者陶瓷的多孔质膜形成。过滤器主体124形成为圆盘状。也可以是，过滤器主体124具有其他的形状(椭圆行、四边形等)。
支撑框构件126具有：支撑部128，其是中空筒状的并且遍及过滤器主体124整周地包围过滤器主体124；以及卡合部130，其从支撑部128突出。支撑部128在堆壳体14的外侧支撑过滤器主体124。在堆壳体14与支撑部128之间配置由弹性材料形成的环状的密封构件129，从而堆壳体14与支撑部128之间被气密地密封。密封构件129包围卡合部130，并且是在堆壳体14与支撑部128彼此相向的面之间遍布整周地配置。卡合部130嵌合于换气用空气流入孔120。卡合部130具有在周向隔开间隔地排列的多个弹性片130a。在弹性片130a的前端设置有与堆壳体14的内表面14s卡合的爪部130b。
也可以是，代替图5A所示的过滤器装置122，而使用图5B所示的过滤器装置122M。过滤器装置122M具有对向壁131，该对向壁131在堆壳体14的外部隔着间隙来与支撑部128以及过滤器主体124相向。对向壁131借助在周向上相互隔开间隔地配置的多个连结部131a来与支撑部128连结。在该对向壁131与支撑部128之间形成在支撑部128的外周面处开口的空气导入通路132b。在周向上隔开间隔地形成多个空气导入通路132b。通过设置对向壁131，能够抑制直接向过滤器主体124进入水分、异物。以下，针对过滤器装置122所述的事项，针对过滤器装置122M也同样适用。
也可以是，代替堆壳体14的侧面(侧板)，或者除了设置堆壳体14的侧面之外，在堆壳体14的铅垂方向的下表面14k(参照图4、图6)设置这些换气用空气流入孔120以及过滤器装置122。
如图6所示，在辅助设备壳体72的下部，在水平方向隔开间隔地设置有多个换气用空气流入孔132，所述换气用空气流入孔132连通辅助设备壳体72的内外。在各个换气用空气流入孔132配置过滤器装置122。也可以是，在辅助设备壳体72仅设置一个换气用空气流入孔132。辅助设备壳体72的下部比堆壳体14的下表面14k向下方突出。具体来讲，在辅助设备壳体72的与堆壳体14的接合面(壁部92)中比堆壳体14的下表面14k靠下方的部分92a设置换气用空气流入孔132以及过滤器装置122。
优选的是，在辅助设备壳体72的下部，在至少两个角部设置多个换气用空气流入孔132以及多个过滤器装置122。也可以是，过滤器装置122至少部分地被堆壳体14覆盖。也可以是，在辅助设备壳体72的下表面72k(第一壳体构件88的下表面或者第二壳体构件90的下表面)设置换气用空气流入孔132以及过滤器装置122。
以下说明这样构成的燃料电池车辆11的动作。
在图1所示的燃料电池车辆11行驶时，向燃料电池堆12供给燃料气体、氧化剂气体以及冷却介质。如图2所示，从燃料气体入口连通孔48a向第二隔板36的燃料气体流路64导入燃料气体。沿着构成电解质膜-电极结构体32的阳极电极44供给燃料气体。从氧化剂气体入口连通孔46a向第一隔板34的氧化剂气体流路62导入氧化剂气体。沿着构成电解质膜-电极结构体32的阴极电极42供给氧化剂气体。
因此，在电解质膜-电极结构体32中，被供给至阳极电极44的燃料气体与被供应给阴极电极42的氧化剂气体在电极催化剂层内因电化学反应被消耗，来进行发电。燃料气体从燃料气体出口连通孔48b被排出。氧化剂气体从氧化剂气体出口连通孔46b被排出。
另一方面，冷却介质被供给至冷却介质入口连通孔60a并且被导入到第一隔板34以及第二隔板36之间的冷却介质流路66。冷却介质在将电解质膜-电极结构体32冷却之后经由冷却介质出口连通孔60b被排出。
在图1中，在从燃料电池堆12向堆壳体14内漏出燃料气体的情况下，或者在从氢系统辅助设备71向辅助设备壳体72内漏出燃料气体的情况下，燃料气体经由排气装置98(第一换气用管道100a以及第二换气用管道100b)，从右侧以及左侧排气口110R、110L向车外排出。
该情况下，本实施方式涉及的燃料电池系统10起到下面的效果。
根据本发明的燃料电池系统10，如图4等所示，设置在堆壳体14的铅垂方向下部的换气用空气流入孔120配置有过滤器装置122，该过滤器装置122具有使液体不透过并且使气体透过的过滤器主体124，因此能够防止经由换气用空气流入孔120向堆壳体14内进入水分、异物。
在堆壳体14的侧面的下部，在水平方向排列设置多个换气用空气流入孔120。根据该结构，能够向堆壳体14内有效率地导入所需量的换气用空气，从而能够实现提高换气性能。
如图5A所示，过滤器装置122具有支撑过滤器主体124的外周的支撑框构件126，支撑框构件126具有嵌合于换气用空气流入孔120的卡合部130。根据该结构，能够在换气用空气流入孔120容易地安装过滤器装置122并且能够稳定地配置过滤器装置122。
在过滤器主体124是由树脂或者陶瓷的多孔质膜形成的情况下，能够更加有效地防止向堆壳体14内进入水分、异物。
如图6所示，燃料电池系统10具备辅助设备壳体72，在辅助设备壳体72的下部设置的换气用空气流入孔132配置有过滤器装置122，该过滤器装置122具有使液体不透过并且使气体透过的过滤器主体124。根据该结构，能够使辅助设备壳体72内的换气性能提高，并且能够防止向辅助设备壳体72内进入水分、异物。
此外，在上述的本实施方式中，以燃料电池堆12的层叠方向朝向车辆宽度方向(箭头符号B方向)的方式，将燃料电池系统10搭载于燃料电池车辆11，但也可是，与之不同，以燃料电池堆12的层叠方向朝向车辆前后方向(箭头符号A方向)的方式，将燃料电池系统10搭载于燃料电池车辆11。在上述的本实施方式中，以堆壳体14配置在右侧、辅助设备壳体72配置在左侧的方式，将燃料电池系统10搭载于燃料电池车辆11，但也可以是，与之不同，以堆壳体14配置在左侧、辅助设备壳体72配置在右侧的方式，将燃料电池系统10搭载于燃料电池车辆11。
本发明不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行各种改变。

Claims (8)

1.一种燃料电池系统(10)，具备：燃料电池堆(12)、以及收纳燃料电池堆的堆壳体(14)，所述燃料电池系统的特征在于，
在所述燃料电池堆的外周与所述堆壳体的内周之间形成有间隙(S)，
在所述堆壳体的铅垂方向下部设置与所述间隙连通的换气用空气流入孔(120)，
在所述堆壳体的铅垂方向上部设置与所述间隙连通的换气用空气排出孔，
在所述换气用空气流入孔配置过滤器装置(122)，所述过滤器装置(122)具有使液体不透过并且使气体透过的过滤器主体(124)。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述过滤器主体由树脂或者陶瓷的多孔质膜形成。
3.根据权利要求1或者2所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述过滤器装置具有支撑所述过滤器主体的外周的支撑框构件(126)，
所述支撑框构件具有与所述换气用空气流入孔嵌合的卡合部(130)。
4.根据权利要求1或者2所述的燃料电池系统，其特征在于，
在所述堆壳体的侧面的铅垂方向下部，在水平方向排列设置多个所述换气用空气流入孔。
5.根据权利要求1或者2所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述燃料电池系统搭载于车辆，
所述换气用空气流入孔设置在构成所述堆壳体的车辆后方侧的端部的侧面、或者构成所述堆壳体的车辆宽度方向的端部的侧面。
6.根据权利要求1或者2所述的燃料电池系统，其特征在于，
具备与所述堆壳体邻接地接合的辅助设备壳体(72)，
其中，在所述辅助设备壳体的铅垂方向下部设置连通所述辅助设备壳体的内外的换气用空气流入孔(132)，
在所述辅助设备壳体的所述换气用空气流入孔配置过滤器装置(122)，所述过滤器装置(122)具有使液体不透过并且使气体透过的过滤器主体(124)。
7.根据权利要求3所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述支撑框构件具有在所述堆壳体的外侧支撑所述过滤器主体的中空筒状的支撑部(128)。
8.根据权利要求7所述的燃料电池系统，其特征在于，
在所述支撑部与所述堆壳体之间配置环状的密封构件(129)。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112615026A (zh) * 2019-10-04 2021-04-06 本田技研工业株式会社 燃料电池车辆
CN115020776A (zh) * 2021-02-19 2022-09-06 本田技研工业株式会社 燃料电池系统

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6979006B2 (ja) * 2018-12-11 2021-12-08 本田技研工業株式会社 燃料電池システム
JP7084905B2 (ja) * 2019-11-11 2022-06-15 本田技研工業株式会社 燃料電池システム
KR20220056024A (ko) * 2020-10-27 2022-05-04 주식회사 엘지에너지솔루션 일체형 필터 메쉬를 벤팅홀에 적용한 팩 하우징 및 이를 포함하는 배터리 팩
JP7142073B2 (ja) * 2020-11-05 2022-09-26 本田技研工業株式会社 筐体
JP7234276B2 (ja) * 2021-02-22 2023-03-07 本田技研工業株式会社 燃料電池システム
JP7352588B2 (ja) * 2021-03-15 2023-09-28 本田技研工業株式会社 燃料電池システム
JP7163442B2 (ja) * 2021-03-25 2022-10-31 本田技研工業株式会社 燃料電池システム

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070099061A1 (en) * 2005-10-20 2007-05-03 Youngseung Na Semi-passive type fuel cell system
JP2013206855A (ja) * 2012-03-29 2013-10-07 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システム
CN105742543A (zh) * 2014-12-24 2016-07-06 丰田自动车株式会社 燃料电池单元
CN106476642A (zh) * 2015-08-27 2017-03-08 本田技研工业株式会社 燃料电池车辆
JP2017077821A (ja) * 2015-10-21 2017-04-27 本田技研工業株式会社 燃料電池車両
CN107026278A (zh) * 2016-01-29 2017-08-08 本田技研工业株式会社 车载用燃料电池堆
CN107069067A (zh) * 2015-11-24 2017-08-18 本田技研工业株式会社 燃料电池堆

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004186029A (ja) 2002-12-04 2004-07-02 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2005071960A (ja) * 2003-08-28 2005-03-17 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池スタックケース
JP2006302606A (ja) * 2005-04-19 2006-11-02 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池収納ケース
DE112006002637B8 (de) 2005-10-20 2014-05-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Brennstoffzellenstapel-Gehäuse
JP4955995B2 (ja) * 2005-12-20 2012-06-20 プライムアースＥｖエナジー株式会社 電池パック
US20080156549A1 (en) * 2006-06-26 2008-07-03 Leboe David A Ventilation for fuel cell power unit
JP2010212014A (ja) * 2009-03-09 2010-09-24 Toyota Motor Corp 燃料電池ユニット
JP6256322B2 (ja) * 2014-12-11 2018-01-10 トヨタ自動車株式会社 燃料電池スタック及び燃料電池スタックの製造方法
JP6413897B2 (ja) * 2015-03-31 2018-10-31 トヨタ自動車株式会社 燃料電池スタック
WO2017098787A1 (ja) * 2015-12-11 2017-06-15 日産自動車株式会社 固体酸化物型燃料電池システム、及び固体酸化物型燃料電池システムの換気方法
KR102496639B1 (ko) * 2016-12-13 2023-02-07 현대자동차주식회사 연료전지 시스템 및 연료전지 스택 하우징

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070099061A1 (en) * 2005-10-20 2007-05-03 Youngseung Na Semi-passive type fuel cell system
JP2013206855A (ja) * 2012-03-29 2013-10-07 Honda Motor Co Ltd 燃料電池システム
CN105742543A (zh) * 2014-12-24 2016-07-06 丰田自动车株式会社 燃料电池单元
CN106476642A (zh) * 2015-08-27 2017-03-08 本田技研工业株式会社 燃料电池车辆
JP2017077821A (ja) * 2015-10-21 2017-04-27 本田技研工業株式会社 燃料電池車両
CN107069067A (zh) * 2015-11-24 2017-08-18 本田技研工业株式会社 燃料电池堆
CN107026278A (zh) * 2016-01-29 2017-08-08 本田技研工业株式会社 车载用燃料电池堆

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112615026A (zh) * 2019-10-04 2021-04-06 本田技研工业株式会社 燃料电池车辆
CN112615026B (zh) * 2019-10-04 2024-04-16 本田技研工业株式会社 燃料电池车辆
CN115020776A (zh) * 2021-02-19 2022-09-06 本田技研工业株式会社 燃料电池系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP6674489B2 (ja) 2020-04-01
US10854907B2 (en) 2020-12-01
JP2019145336A (ja) 2019-08-29
US20190260059A1 (en) 2019-08-22
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