CN110190293A - 燃料电池及搭载有该燃料电池的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及燃料电池及搭载有该燃料电池的车辆，能够抑制单元层叠体从电池组壳体露出。燃料电池(1)具备：单元层叠体(3)；端板(4、5)，配置于单元层叠体(3)的层叠方向的两端部；以及电池组壳体(2)，收纳单元层叠体(3)及端板(4、5)。电池组壳体(2)具有：底面部(21)；端板对置部(23、24)，与端板(4、5)对置；侧面部(25、26)，沿层叠方向延伸配置；以及装配部(27a～27d)，配置于侧面部与端板对置部(23、24)的角部的附近并且隔着底面部(21)设置于侧面部(25、26)的外壁。底面部(21)具有被配置于将成对的装配部(27a～27d)彼此连结的位置的肋部(28、29)。

Description

燃料电池及搭载有该燃料电池的车辆
技术领域
本发明涉及燃料电池及搭载有该燃料电池的车辆。
背景技术
以往，作为这样的领域的技术，例如存在专利文献1所记载的技术。该专利文献1中记载的燃料电池被搭载于车辆，并具备：单元层叠体，层叠有多个燃料电池单元；端板，被配置于单元层叠体的层叠方向的端部；以及电池组壳体，收纳单元层叠体以及端板。
专利文献1：日本特开2002-367663号公报
然而，在上述的燃料电池中，有时会受到来自外部的冲击，存在单元层叠体因冲击而从电池组壳体露出的可能性。因此，要求抑制单元层叠体从电池组壳体的露出。
发明内容
本发明是为了解决这样的技术课题而完成的，其目的在于，提供能够抑制单元层叠体从电池组壳体露出的燃料电池以及搭载有该燃料电池的车辆。
本发明所涉及的燃料电池具备：单元层叠体，层叠有多个燃料电池单元；一对端板，被配置于上述单元层叠体的层叠方向的两端部；以及电池组壳体，收纳上述单元层叠体以及上述端板，上述燃料电池的特征在于，上述电池组壳体具有：底面部；一对端板对置部，与上述端板对置，且刚度高于上述底面部；一对侧面部，沿上述单元层叠体的层叠方向延伸配置；以及两对装配部，配置于上述侧面部与上述端板对置部的角部的附近，并且隔着上述底面部设置于上述侧面部的外壁，上述装配部形成为将上述侧面部与上述端板对置部连结，上述底面部具有被配置于将成对的上述装配部彼此连结的位置并且向下方突出的肋部，在上述单元层叠体的层叠方向上，上述肋部被配置为远离邻接的上述端板对置部。
在本发明所涉及的燃料电池中，由于肋部在底面部被配置于将成对的装配部彼此连结的位置，且该肋部被配置为远离邻接的端板对置部，所以底面部中的端板对置部与肋部之间的部分的刚度相对地低于配置有肋部的部分的刚度。另外，端板对置部的刚度高于底面部。因此，假设在受到来自端板对置部侧的冲击的情况下，通过使底面部中的端板对置部与肋部之间的部分断裂来吸收冲击，能够防止电池组壳体的破坏。除此之外，由于装配部形成为将侧面部与端板对置部连结，所以能够通过经由该装配部将侧面部与端板对置部相连，来防止破损时的端板对置部的脱落。其结果是，能够抑制单元层叠体从电池组壳体露出。
本发明所涉及的燃料电池车辆的特征在于，将上述的燃料电池搭载为上述层叠体的层叠方向与车辆的前后方向一致。这样一来，在受到来自车辆的前后方向的冲击的情况下，能够抑制单元层叠体从电池组壳体露出。
本发明所涉及的燃料电池车辆的特征在于，将上述的燃料电池搭载为上述层叠体的层叠方向与车辆的宽度方向一致。这样一来，在受到来自车辆的宽度方向的冲击的情况下，能够抑制单元层叠体从电池组壳体露出。
根据本发明，能够抑制单元层叠体从电池组壳体露出。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的燃料电池的立体图。
图2是表示实施方式所涉及的燃料电池的俯视图。
图3是表示装配部的放大侧视图。
图4是沿着图2的X-X线的剖视图。
图5是用于对受到冲击的情况下的断裂状况进行说明的示意剖视图。
图6是表示搭载有燃料电池的车辆的示意图。
附图标记说明：
1…燃料电池；2…电池组壳体；3…单元层叠体；4、5…端板；10…车辆；21…底面部；22…顶面部；23、24…端板对置部；25、26…侧面部；27a、27b、27c、27d…装配部；28、29…肋部；31…燃料电池单元；271…连结部；272…安装部。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明所涉及的燃料电池及搭载有该燃料电池的车辆的实施方式进行说明，但本发明所涉及的燃料电池除了应用于车辆之外，也能应用于船舶、航空器、电车、建筑物的发电设备。
＜燃料电池＞
图1是表示实施方式所涉及的燃料电池的立体图，图2是表示实施方式所涉及的燃料电池的俯视图，图3是表示装配部的放大侧视图，图4是沿着图2的X-X线的剖视图。其中，在图2中，为了更容易理解收纳于电池组壳体的单元层叠体的构造等，示出取下了顶面部的状态。
本实施方式的燃料电池1例如作为驱动源而搭载于车辆的前室(Front room)，主要具备：单元层叠体3，层叠有多个燃料电池单元31；一对端板4、5，配置于单元层叠体3的层叠方向的两端部；以及电池组壳体2，收纳单元层叠体3以及端板4、5。
单元层叠体3是将多个燃料电池单元31层叠而成的单元电池组，构成固体高分子电解质型燃料电池。虽未图示，但燃料电池单元31例如具有高分子电解质膜被阳极电极以及阴极电极夹持而成的膜电极接合体、和从两侧夹住该膜电极接合体的一对搁板。该燃料电池单元31通过经由阴极电极侧的搁板供给的空气中的氧气与经由阳极电极侧的搁板供给的氢气的电气化学反应来进行发电。而且，多个燃料电池单元31被端板4、5以规定的压缩载荷紧固固定。
电池组壳体2由铝等金属材料形成为矩形箱状。该电池组壳体2具有底面部21、顶面部22、与端板4、5对置的一对端板对置部23、24、以及沿单元层叠体3的层叠方向延伸配置的一对侧面部25、26。此外，可以在底面部21、顶面部22、端板对置部23、24以及侧面部25、26的外表面分别设置格子状的加强肋。
在本实施方式中，端板对置部23、24的刚度高于底面部21的刚度。具体而言，端板对置部23、24由与底面部21相同的金属材料形成，但二者的板厚大于底面部21，换言之比底面部21厚。此外，这里也可以通过端板对置部23、24使用刚度相对高的金属材料，底面部21使用刚度相对低的金属材料，由此实现两者间的刚度的差。
另外，电池组壳体2具有用于将该电池组壳体2安装并固定于车身(未图示)的两对装配部27a～27d。如图2所示，上述两对装配部27a～27d被配置于侧面部25、26与端板对置部23、24的角部的附近并且隔着底面部21设置于侧面部25、26的外壁。
具体而言，装配部27a被配置于侧面部25的外壁中的与端板对置部24邻接的位置，装配部27b被配置于侧面部25的外壁中的与端板对置部23邻接的位置。另一方面，装配部27c被配置于侧面部26的外壁中的与端板对置部24邻接的位置，装配部27d被配置于侧面部26的外壁中的与端板对置部23邻接的位置。
而且，装配部27a与装配部27c隔着底面部21配置于底面部21的两侧而成对。另一方面，装配部27b与装配部27d隔着底面部21配置于底面部21的两侧而成对。由于上述装配部27a～27d的构造相同，所以以下仅例举装配部27b来对其构造进行说明。
如图3所示，装配部27b具有将侧面部25和与之邻接的端板对置部23连结的连结部271、以及配置于连结部271的下方并用于安装于车身的安装部272。连结部271在燃料电池单元31的层叠方向遍及从侧面部25到端板对置部23的范围与侧面部25以及端板对置部23一体形成。
在安装部272设置有能够供螺栓插通的贯通孔272a。如图3所示，安装部272的下表面位于比底面部21的下表面更靠下方的位置。具有这样的构造的装配部27b例如由铝等金属材料构成，与侧面部25以及端板对置部23、24一体化。
如图1所示，底面部21具有被配置于将成对的装配部27a、27c彼此连结的位置的肋部28、和被配置于将成对的装配部27b、27d彼此连结的位置的肋部29。肋部28、29形成为从底面部21的下表面向下方突出。为了不因肋部28、29的突出而对电池组壳体2向车身的安装造成影响，肋部28、29的下表面高于装配部27b的安装部272的下表面(参照图3以及图4)。
另外，在燃料电池单元31的层叠方向上，肋部28被配置为从邻接的端板对置部24离开规定的距离，肋部29被配置为从邻接的端板对置部23离开规定的距离。
在这样构成的燃料电池1中，由于肋部28、29在底面部21被配置于将成对的装配部27a～27d连结彼此的位置，且肋部28被配置为从邻接的端板对置部24离开规定的距离，肋部29被配置为从邻接的端板对置部23离开规定的距离，所以底面部21中的端板对置部23、24与肋部28、29之间的部分与配置有肋部28、29的部分相比刚度变低。
这里，例举图5所示的端板对置部23、底面部21以及肋部29的例子来详细地进行说明。即，底面部21中的端板对置部23与肋部29之间的部分的刚度相对低于配置有肋部29的部分。另外，如上所述，端板对置部23的刚度高于底面部21的刚度。因此，例如在受到来自端板对置部23侧的冲击F的情况下，通过使底面部21中的端板对置部23与肋部29之间的部分断裂来吸收冲击，能够防止电池组壳体2的破坏。
另外，由于装配部27b具有将侧面部25和与之邻接的端板对置部23连结的连结部271，所以能够通过经由该连结部271将侧面部25与端板对置部23相连，来防止破损时的端板对置部23的脱落。其结果是，能够抑制单元层叠体3从电池组壳体2的露出，能够防止因单元层叠体3露出而引起的触电的发生。与此同样，即便在受到来自端板对置部24侧的冲击的情况下，通过使底面部21中的端板对置部24与肋部28之间的部分断裂，能够防止电池组壳体2的破坏，能够抑制单元层叠体3从电池组壳体2露出。
＜具备燃料电池的车辆＞
图6是表示搭载有燃料电池的车辆的示意图。本实施方式的车辆10具备上述的燃料电池1。而且，燃料电池1以单元层叠体3的层叠方向与车辆的前后方向一致的状态被搭载于前室。该情况下，端板对置部23、24面向车辆的前后方向。
在这样构成的车辆10中，由于具备燃料电池1，所以在受到来自车辆的前后方向的冲击的情况下，能够抑制单元层叠体3从电池组壳体2露出。
此外，燃料电池1也可以以单元层叠体3的层叠方向与车辆的宽度方向一致的状态被搭载于前室。该情况下，端板对置部23、24面向车辆的宽度方向。这样一来，在受到来自车辆的宽度方向的冲击的情况下，能够抑制单元层叠体3从电池组壳体2露出。
以上，对本发明的实施方式进行了详述，但本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离技术方案所记载的本发明的思想范围内，能够进行各种设计变更。

Claims (3)

1.一种燃料电池，具备：单元层叠体，层叠有多个燃料电池单元；一对端板，配置于所述单元层叠体的层叠方向的两端部；以及电池组壳体，收纳所述单元层叠体以及所述端板，
所述燃料电池的特征在于，
所述电池组壳体具有：
底面部；
一对端板对置部，与所述端板对置，且刚度高于所述底面部；
一对侧面部，沿所述单元层叠体的层叠方向延伸配置；以及
两对装配部，被配置于所述侧面部与所述端板对置部的角部的附近，并且隔着所述底面部设置于所述侧面部的外壁，
所述装配部形成为将所述侧面部与所述端板对置部连结，
所述底面部具有被配置于将成对的所述装配部彼此连结的位置并且向下方突出的肋部，
在所述单元层叠体的层叠方向上，所述肋部被配置为远离邻接的所述端板对置部。
2.一种燃料电池车辆，其特征在于，
将权利要求1所述的燃料电池搭载为所述单元层叠体的层叠方向与车辆的前后方向一致。
3.一种燃料电池车辆，其特征在于，
将权利要求1所述的燃料电池搭载为所述单元层叠体的层叠方向与车辆的宽度方向一致。
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