CN111293342B - 燃料电池系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及燃料电池系统。燃料电池系统(10)具备燃料电池堆(12)、收纳燃料电池堆(12)的堆壳体(14)、接合于堆壳体(14)并且收纳燃料电池用辅助设备(70)的辅助设备壳体(15)。辅助设备壳体(15)一体地具有端板部(88a)，该端板部对燃料电池堆(12)施加层叠方向的紧固载荷。

Description

燃料电池系统

技术领域

本发明涉及具备辅助设备壳体的燃料电池系统。

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持，由此构成发电单电池(电池单体)。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。例如，在专利文献1的燃料电池系统中，端板固定于堆壳体，在该端板安装有辅助设备类，与端板分别地形成的辅助设备壳体(辅助设备盖)被安装于端板。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-4352号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在专利文献1的燃料电池系统中，由于是在端板安装辅助设备壳体的结构，因此存在导致部件数量增加并且构造复杂这样的问题。

因而，本发明的目的在于提供辅助设备壳体的构造比较简单并且容易组装的燃料电池系统。

用于解决问题的方案

本发明的一方式的燃料电池系统，具备：燃料电池堆；堆壳体，其收纳所述燃料电池堆；以及辅助设备壳体，其被接合于所述堆壳体并且收纳燃料电池用辅助设备，所述辅助设备壳体一体地具有端板部，该端板部对所述燃料电池堆施加层叠方向的紧固载荷。

发明的效果

根据本发明的燃料电池系统，辅助设备壳体一体地具有端板部，该端板部对燃料电池堆施加层叠方向的紧固载荷，由此能够通过构造的合理化来实现减少密封界面、凸缘，并且容易实现减少成本和重量。另外，辅助设备壳体的构造比较简单，因此容易组装。

通过参照附图所作的下面的实施方式的说明可以容易理解上述目的、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是壳体单元的分解立体图。

图3是辅助设备壳体的结构说明图。

图4是从图3所示的箭头符号X方向观察到的第一壳体构件的图。

图5是燃料电池系统的概要图。

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)。在燃料电池车辆11中，收纳有燃料电池堆12的堆壳体14被配设在形成于仪表板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具备由多个发电单电池沿车辆宽度方向(箭头符号B方向)层叠而形成的单电池层叠体20as。各发电单电池具有阳极电极以及阴极电极，在阳极电极与一方的隔板之间形成有燃料气体流路，在阴极电极与另一方的隔板之间形成有氧化剂气体流路。在燃料电池堆12沿着燃料电池堆12的层叠方向形成有：向燃料气体流路供给燃料气体的燃料气体入口连通孔、排出燃料气体的燃料气体出口连通孔、向氧化剂气体流路供给氧化剂气体的氧化剂气体入口连通孔、排出氧化剂气体的氧化剂气体出口连通孔、供给冷却介质的冷却介质入口连通孔、排出冷却介质的冷却介质出口连通孔。

在单电池层叠体20as的层叠方向的一端(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。在单电池层叠体20as的层叠方向的另一端(箭头符号BR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经由垫片(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15的第一壳体构件88之间，并且在层叠方向被施加紧固载荷。

燃料电池系统10具备收纳燃料电池堆12的堆壳体14和收纳燃料电池用辅助设备70的辅助设备壳体15。由堆壳体14和辅助设备壳体15构成壳体单元13。由堆壳体14和辅助设备壳体15形成的壳体单元13在俯视观察时呈四边形(长边沿车辆宽度方向延伸的长方形)。

如图2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，该壳主体76构成为箱型。

在壳主体76的上部(在图示例中，壳主体76的铅垂方向的上表面76s)的、与辅助设备壳体15接合一侧的相反侧的两个角部，形成有将堆壳体14与外部连通的孔部14h。也可以是，孔部14h仅设置于壳主体76的上述两个角部中的任一方。也可以是，孔部14h设置于堆壳体14的除了铅垂方向的上表面76s以外的侧面的上部。

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和将壳主体76的后方开口部76c封闭的后方侧板80。右侧板78为四边形的板，被螺栓82接合于壳主体76的右端。右侧板78兼作为向燃料电池堆12(图1)施加沿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，遍及壳主体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为四边形的板，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，遍及壳主体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不是与壳主体76不同的部件，而是与壳主体76一体的。

如图1所示，辅助设备壳体15是用于保护燃料电池用辅助设备70的保护壳体，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15内，作为燃料电池用辅助设备70，收纳有燃料气体系统设备70A以及氧化剂气体系统设备70B。燃料气体系统设备70A以及氧化剂气体系统设备70B在辅助设备壳体15内在水平方向相邻地配置。

收纳于辅助设备壳体15内的燃料气体系统设备70A是喷射器32、引射器34、氢泵42、阀类(未图示)等。收纳于辅助设备壳体15内的氧化剂气体系统设备70B是气泵48、加湿器50等。燃料气体系统设备70A配置于燃料电池堆12与氧化剂气体系统设备70B之间。

辅助设备壳体15具有与堆壳体14邻接地设置的凹形状的第一壳体构件88和与第一壳体构件88接合的凹形状的第二壳体构件90，在第一壳体构件88内收纳有燃料电池用辅助设备70的至少一部分。

本实施方式中，在第一壳体构件88收纳有主要的燃料气体系统设备70A，在第二壳体构件90收纳有主要的氧化剂气体系统设备70B。为了具有对实现从外部载荷中保护燃料气体系统设备70A的功能而言充分的强度、刚性，第一壳体构件88以及第二壳体构件90由金属材料(例如，铝合金)构成。而且，收纳氧化剂气体系统设备70B的第二壳体构件90不限于由金属材料构成，也可以由树脂材料、橡胶材构成。

如图2以及图3所示，在堆壳体14与第二壳体构件90之间配置第一壳体构件88。第一壳体构件88被多个螺栓82a(第一紧固构件)接合于壳主体76的左端。多个螺栓82a从第一壳体构件88的内侧分别插通多个螺栓插通孔88h，多个螺栓插通孔88h设置在第一壳体构件88处比周壁部88b靠内方。多个螺栓82a在比周壁部88b靠内方的位置来与多个螺纹孔83a分别螺合，多个螺纹孔83a设置于壳主体76的靠第一壳体构件88侧的端部。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。由此，在壳主体76与第一壳体构件88之间形成气密密封。

密封构件79配置于将壳主体76与第一壳体构件88固定的多个螺栓82a(以及多个螺栓插通孔88h)的外方。因而，密封构件79包围多个螺栓82a。密封构件79被收纳于密封收纳槽79r，密封收纳槽79r设置于壳主体76的与第一壳体构件88相向的端面。而且，也可以是，密封收纳槽79r设置于第一壳体构件88的与壳主体76相向的端面。

第一壳体构件88一体地具有端板部88a，该端板部88a对燃料电池堆12施加层叠方向的紧固载荷。端板部88a是凹形状的第一壳体构件88的底壁部。即，第一壳体构件88的一部分兼作为向燃料电池堆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例如是通过铸造成形的。第一壳体构件88的底壁部即端板部88a为平坦形状。端板部88a直接抵接于第一绝缘板24a。

如图3所示，第一壳体构件88具有：与堆壳体14接合的上述端板部88a、从端板部88a的周缘部88ae整周沿端板部88a的厚度方向(从堆壳体14离开的方向)(箭头符号BL方向)延伸的周壁部(第一周壁部)88b。端板部88a与周壁部88b不是分别的部件接合而成的，而是构成了连续的一体的第一壳体构件88。端板部88a与周壁部88b也可以是通过焊接而一体地构成的。

端板部88a的上部比堆壳体14的上表面向上方突出。端板部88a的下部比堆壳体14的下表面向下方突出。因而，辅助设备壳体15的铅垂方向的外形尺寸大于堆壳体14的铅垂方向的外形尺寸。辅助设备壳体15的内部的铅垂方向的尺寸大于堆壳体14的内部的铅垂方向的尺寸。第一壳体构件88的端板部88a划分堆壳体14的内部空间与辅助设备壳体15的内部空间。在周壁部88b的突端(第二壳体构件90侧的端部)设置有向外方突出的第一凸缘部88c。第一凸缘部88c包围第一壳体构件88的开口部88d。

如图2所示，在端板部88a的上部设置使堆壳体14的内部空间与辅助设备壳体15的内部空间彼此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)贯通端板部88a的孔，面对壳主体76的左开口部76a。上述密封构件79配置在比换气用连通孔94靠外侧的位置。

沿相对于堆壳体14与辅助设备壳体15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。换气用连通孔94至少设置于辅助设备壳体15的上部两侧(相对于堆壳体14与辅助设备壳体15的接合方向垂直的水平方向的两侧)。

在第一壳体构件88的端板部88a形成有配管用开口部96a、96b，配管用开口部96a、96b用于穿通分别与设置于燃料电池堆12的氧化剂气体入口连通孔、氧化剂气体出口连通孔、燃料气体入口连通孔、燃料气体出口连通孔、冷却介质入口连通孔以及冷却介质出口连通孔连接的连接配管(未图示)。

如图3所示，第二壳体构件90是将第一壳体构件88封闭的盖构件，被螺栓82接合于第一壳体构件88。第二壳体构件90的沿层叠方向(箭头符号B方向)的外形尺寸大于第一壳体构件88的沿层叠方向的外形尺寸。第二壳体构件90具有向从燃料电池堆12离开的方向(箭头符号BL方向)凹陷的凹形状。具体来说，第二壳体构件90具有：与第一壳体构件88的端板部88a相向并且构成凹形状的底部的壳体壁部90a、从壳体壁部90a朝第一壳体构件88侧(堆壳体14侧)延伸的周壁部(第二周壁部)90b。

在周壁部90b的突端(第一壳体构件88侧的端部)设置有向外方突出的第二凸缘部90c。第二凸缘部90c包围第二壳体构件90的开口部90d。第二壳体构件90被多个螺栓82b(第二紧固构件)接合于第一壳体构件88。多个螺栓82b分别与多个螺纹孔83b螺合，多个螺纹孔83b设置于第一壳体构件88的靠第二壳体构件90的端部。在第一壳体构件88的第一凸缘部88c与第二壳体构件90的第二凸缘部90c之间，遍及第一壳体构件88与第二壳体构件90的接合面的整周地配置由弹性材料形成的密封构件93。由此，在第一凸缘部88c与第二凸缘部90c之间形成气密密封。

密封构件93配置于将第一壳体构件88与第二壳体构件90固定的多个螺栓82b的内方。因而，密封构件93被多个螺栓82b包围。密封构件93被收纳于密封收纳槽93r，密封收纳槽93r设置于第一壳体构件88的与第二壳体构件90相向的端面。而且，也可以是，密封收纳槽93r设置于第二壳体构件90的与第一壳体构件88相向的端面。

将第一壳体构件88与第二壳体构件90固定的多个螺栓82b配置于比将壳主体76与第一壳体构件88固定的多个螺栓82a靠外方。

如图4所示，在从第二壳体构件90侧朝向壳主体76侧(在图3的箭头符号X方向)观察第一壳体构件88的情况下，将第一壳体构件88与第二壳体构件90固定的多个螺栓82b(以及多个螺纹孔83b)相对于将壳主体76与第一壳体构件88固定的多个螺栓82a(以及多个螺纹孔83a)来交替地配置。因而，多个螺栓82a与多个螺栓82b沿着第一壳体构件88的外周部(周壁部88b)锯齿状(交错)地配置。

在第一壳体构件88的周壁部88b以及第一凸缘部88c的内表面，在彼此相邻的螺纹孔83b之间设置朝向第一壳体构件88的外周面而凹陷的凹部85(切缺)。因而，在第一壳体构件88的内表面沿着第一壳体构件88的内周部隔开间隔地设置有多个凹部85。在与多个凹部85相向的位置，配置有多个螺栓82a以及螺纹孔83a。

如图2所示，在辅助设备壳体15的上部(在图示例中，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，形成有将辅助设备壳体15与外部连通的孔部15h。具体来说，孔部15h形成于第二壳体构件90的上部的两个角部。也可以是，孔部15h仅设置于第二壳体构件90的上部的两个角部中的任一方。也可以是，孔部15h设置于第二壳体构件90的除了铅垂方向的上表面72s以外的侧面的上部。

如图1所示，燃料电池系统10具备用于从壳体单元13(堆壳体14以及辅助设备壳体15)排出燃料气体的排气装置98。如图2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设置换气用空气导入孔99。在堆壳体14的下部(在图示例子中，右侧板78的下部以及后方侧板80的下部)设置有多个换气用空气导入孔99。另外，在辅助设备壳体15的下部(在图示例子中，第一壳体构件88的下部以及第二壳体构件90的下部)也设置有换气用空气导入孔99。

在图1中，在壳体单元13的上部连接有排气装置98，在燃料气体从燃料电池堆12或者燃料电池用辅助设备70(燃料气体系统设备70A以及氧化剂气体系统设备70B)漏出的情况下，燃料气体经由排气装置98向车外排出。排气装置98具有与壳体单元13连接的换气用管道100。换气用管道100在俯视观察时与壳体单元13的四个角部连接。具体来说，排气装置98具有与堆壳体14连接的换气用管道100(以下，称为“第一换气用管道100a”)以及与辅助设备壳体15连接的换气用管道100(以下，称为“第二换气用管道100b”)。

第一换气用管道100a与设置于堆壳体14的孔部14h连接。因而，在堆壳体14的上部，在与辅助设备壳体15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14h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与设置于右侧挡泥板部108R的右侧排气口110R连接。

第二换气用管道100b与设置于辅助设备壳体15的孔部15h连接。因而，在辅助设备壳体15的上部，在与堆壳体14连接的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15的两个孔部15h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与设置于左侧挡泥板部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来相互连接。连结配管112与第一换气用管道100a的前方侧的连接管部102a和第二换气用管道100b的前方侧的连接管部104a连接。因而，在俯视观察时，在相对于堆壳体14与辅助设备壳体15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和第二换气用管道100b的后方侧的连接管部104b连接。也可以是，连结配管112连接于第一换气用管道100a的连接管部102a与连接管部102b之间的中间管部102d和第二换气用管道100b的连接管部104a与连接管部104b之间的中间管部104d。

如图5所示，燃料电池车辆11具备：燃料电池系统10，其具有使用燃料气体和氧化剂气体来进行发电的燃料电池堆12；以及排气管60，其将从燃料电池系统10流出的阴极排气向车辆外部排出。燃料电池车辆11还具备：ECU(E lectronic control unit：电子控制单元)62、行驶用马达等电部件，上述ECU62对燃料电池系统10的发电、燃料电池车辆11的行驶进行控制，上述行驶用马达将由燃料电池系统10发电产生的电力作为电源来进行动作。

燃料电池系统10还具备：燃料气体供给装置25，其向燃料电池堆12供给燃料气体(例如氢气)；以及氧化剂气体供给装置26，其向燃料电池堆12供给作为氧化剂气体的空气。虽然图示省略，但燃料电池系统10还具备作为能量贮藏装置的蓄电池、以及向燃料电池堆12供给冷却介质的冷却介质供给装置。

构成燃料电池堆12的各发电单电池具有：在电解质膜(例如，固体高分子电解质膜)的两面分别配置阳极电极以及阴极电极而构成的电解质膜-电极结构体、以及从两侧夹持该电解质膜-电极结构体的一对隔板。

燃料气体供给装置25具有：贮存高压的燃料气体(高压氢)的燃料气体罐28、将燃料气体向燃料电池堆12引导的燃料气体供给线路30、设置于燃料气体供给线路30的喷射器32、以及在比喷射器32靠下游侧设置的引射器34。燃料气体供给线路30与燃料电池堆12的燃料气体入口20a连接。由喷射器32和引射器34构成燃料气体喷射装置。

在燃料电池堆12的燃料气体出口20b连接有燃料气体排出线路36。燃料气体排出线路36将在燃料电池堆12的阳极使用了至少一部分的燃料气体即阳极排气(燃料排气)从燃料电池堆12导出。在燃料气体排出线路36连结有循环线路40。循环线路40将阳极排气引导至引射器34。在循环线路40设置有氢泵42(循环泵)。此外，也可以不设置氢泵42。

在燃料气体排出线路36设置气液分离器38。在气液分离器38的液体排出口38b连接有连接线路37。在连接线路37设置有由ECU 62进行开闭控制的排水阀39。

氧化剂气体供给装置26具有：与燃料电池堆12的氧化剂气体入口20c连接的氧化剂气体供给线路44、与燃料电池堆12的氧化剂气体出口20d连接的氧化剂气体排出线路46、向燃料电池堆12送给空气的气泵48、以及对供给到燃料电池堆12的空气进行加湿的加湿器50。

气泵48具有：压缩空气的压缩机48a、对压缩机48a进行旋转驱动的马达48b、以及与压缩机48a连结的膨胀机48c(再生机构)。气泵48被ECU 62控制。压缩机48a设置于氧化剂气体供给线路44。在氧化剂气体供给线路44中，在比压缩机48a靠上游侧设置有空气净化器52。空气经由空气净化器52而被导入至压缩机48a。

膨胀机48c设置于氧化剂气体排出线路46。膨胀机48c的叶轮经由连结轴48d来与压缩机48a的叶轮连结。压缩机48a的叶轮、连结轴48d、以及膨胀机48c的叶轮以旋转轴a为中心一体地旋转。阴极排气被导入至膨胀机48c的叶轮，基于阴极排气来再生流体能量。再生能量提供用于使压缩机48a旋转的驱动力的一部分。

加湿器50具有水分能够透过的多个中空纤维膜(日文：中空糸膜)，利用中空纤维膜使在流向燃料电池堆12的空气与从燃料电池堆12排出的潮湿的阴极排气之间进行水分交换，将流向燃料电池堆12的空气加湿。

在氧化剂气体供给线路44中，在加湿器50与燃料电池堆12的氧化剂气体入口20c之间设置气液分离器54。连接线路37连接于气液分离器54。气液分离器54的液体排出口54a与泄放管55的一端连接。泄放管55的另一端与排气管60连接。在泄放管55设置有孔口56。此外，也可以不设置气液分离器54。在不设置气液分离器54的情况下，也可以是，连接线路37与氧化剂气体供给线路44直接连接。

排气管60与膨胀机48c的出口48e连接。排气管60从膨胀机48c的出口48e延伸，沿着车身底部延伸至车身后部。

下面，说明如上述那样构成的燃料电池系统10的作用。

在通常运转时，燃料电池系统10如以下那样进行动作。在图5中，在燃料气体供给装置25中，燃料气体被从燃料气体罐28向燃料气体供给线路30供给。此时，利用喷射器32向引射器34喷射燃料气体，燃料气体经由引射器34从燃料气体入口20a被导入至燃料电池堆12内的燃料气体流路，被供给到阳极。

另一方面，在氧化剂气体供给装置26中，在气泵48(压缩机48a)的旋转作用下，向氧化剂气体供给线路44输送作为氧化剂气体的空气。空气被加湿器50加湿后，从氧化剂气体入口20c被导入至燃料电池堆12内的氧化剂气体流路，被供给到阴极。在各发电单电池中，被供给到阳极的燃料气体与被供给到阴极的空气中的氧在电极催化剂层内因电化学反应被消耗，来进行发电。

未在阳极被消耗的燃料气体作为阳极排气从燃料气体出口20b被排出到燃料气体排出线路36。从阳极排出的液态水与阳极排气一并被导入到气液分离器38。阳极排气被气液分离器38从液态水中分离出，经由气液分离器38的气体排出口38a向循环线路40流入。通过基于ECU 62的指示进行的排水阀39的开闭来调整气液分离器38内的液量。而且，在燃料电池堆12的运转停止时，排水阀39打开，气液分离器38内的液态水因重力而经由连接线路37向设置于氧化剂气体供给线路44的气液分离器54排出。液态水从气液分离器54经由泄放管55以及排气管60向车外排出。

阳极排气从燃料气体排出线路36经由循环线路40被导入到引射器34。被导入到引射器34的阳极排气与由喷射器32喷射的燃料气体混合，被供给向燃料电池堆12。

从燃料电池堆12的氧化剂气体出口20d向氧化剂气体排出线路46排出含有未在阴极被消耗的氧的潮湿的阴极排气和作为阴极处的反应生成物的水。阴极排气在加湿器50中与流向燃料电池堆12的空气进行水分交换后，被导入至气泵48的膨胀机48c。在膨胀机48c，基于阴极排气来进行能量回收(再生)，再生能量成为压缩机48a的驱动力的一部分。阴极排气和水从膨胀机48c向排气管60排出，经由排气管60向车外放出。

在燃料电池系统10的运转开始时，在ECU 62根据温度判断为需要燃料电池堆12的预热的情况下，在通常运转前先进行预热运转。在预热运转中，基于ECU 62的指示，在与气液分离器38连接的连接线路37设置的排水阀39打开。而且，与通常运转同样地，由燃料气体供给装置25向燃料电池堆12的阳极供给燃料气体，并且由氧化剂气体供给装置26向燃料电池堆12的阴极供给氧化剂气体，来进行发电。

排水阀39打开，因此燃料气体经由连接线路37被导入至氧化剂气体供给线路44。因而，燃料气体与氧化剂气体一并被供给到燃料电池堆12的阴极。其结果是，利用氧化剂气体和燃料气体在阴极催化剂处发生发热反应(催化剂燃烧)。利用伴随该发热反应的热和伴随上述发电反应的热，迅速地将燃料电池堆12加热。而且，在判断为到达预热完成温度的情况下，排水阀39关闭，转移至上述通常运转。

在该情况下，本实施方式涉及的燃料电池系统10实现以下的效果。

如图3所示，根据该燃料电池系统10，辅助设备壳体15一体地具有端板部88a，该端板对燃料电池堆12施加层叠方向的紧固载荷，因此能够实现构造的合理化。即，在该燃料电池系统10中，辅助设备壳体15与端板不是作为分别的部件而设置的，辅助设备壳体15的一部分兼作为端板(端板被整合于辅助设备壳体15)。因此，通过构造的合理化能够实现减少密封界面、凸缘，并且容易实现成本以及重量的减少、小型化。另外，由于辅助设备壳体15的构造比较简单，密封界面少，因此能够对堆壳体14比较简单地组装辅助设备壳体15(组装性良好)。

特别在本实施方式中，辅助设备壳体15具备邻接于堆壳体14的第一壳体构件88、以及与第一壳体构件88接合的第二壳体构件90。在堆壳体14与第二壳体构件90之间配置有第一壳体构件88。第一壳体构件88具有：与堆壳体14接合的端板部88a、从端板部88a的周缘部88ae整周沿端板部88a的厚度方向延伸至所述第二壳体构件侧的周壁部88b。而且，在第一壳体构件88内收纳有燃料电池用辅助设备70的至少一部分。根据该结构，能够良好地从外部载荷中保护燃料电池用辅助设备70。

端板部88a的周缘部被比第一壳体构件88的周壁部88b靠内方配置的紧固构件(螺栓82a)接合于堆壳体14的端部。根据该结构，能够确保辅助设备壳体15的内部空间更大。即，容易确保燃料电池用辅助设备70的配置空间。

在堆壳体14与第一壳体构件88之间，在紧固构件(螺栓82a)的外方遍及整周地配置有密封构件79。根据该结构，即使在辅助设备壳体15内燃料气体漏出的情况下，也能够可靠地防止燃料气体从辅助设备壳体15内经由螺栓插通孔88h向外部泄漏。

端板部88a的周缘部被比第一壳体构件88的周壁部88b靠内方配置的多个第一紧固构件(螺栓82a)接合于堆壳体14的端部。第二壳体构件90被多个第二紧固构件(螺栓82b)接合于第一壳体构件88的周壁部88b。而且，如图4所示，多个第一紧固构件(螺栓82a)与多个第二紧固构件(螺栓82b)沿着第一壳体构件88的外周部锯齿状地配置。根据该结构，利用第一紧固构件(螺栓82a)固定壳主体76与第一壳体构件88时，紧固用的工具不容易干扰第一壳体构件88，因此能够容易地确保组装性。另外，基于与上述锯齿状的配置相伴随的空间效率提高，能够实现具备第一壳体构件88的辅助设备壳体15(进而燃料电池系统10)的小型化。

在第一壳体构件88的周壁部88b以及第一凸缘部88c的内表面，在互相相邻的螺纹孔83b之间设置朝向第一壳体构件88的外周面而凹陷的凹部85。根据该结构，能够在凹部85的部位使周壁部88b以及第一凸缘部88c的壁厚变薄，从而能够实现第一壳体构件88的轻量化。另外，第一壳体构件88的内周部在凹部85的部位处被切缺，因此能够有效地防止紧固第一紧固构件(螺栓82a)时所使用的工具(紧固工具)干扰第一壳体构件88的内周部，从而容易旋转紧固工具。还有，通过设置凹部85，能够减少螺纹孔83a与螺纹孔83b的中心间距离L，能够实现具备第一壳体构件88的辅助设备壳体15的小型化。

特别是，燃料电池用辅助设备70具有燃料气体系统设备70A，燃料气体系统设备70A被收纳在第一壳体构件88内。根据该结构，能够从外部载荷中良好地保护燃料气体系统设备70A。

第二壳体构件90具有向从燃料电池堆12离开的方向凹陷的凹形状。燃料电池用辅助设备70具有氧化剂气体系统设备70B。而且，氧化剂气体系统设备70B被收纳在第二壳体构件90内。根据该结构，即使在燃料气体从氧化剂气体系统设备70B漏出的情况下，也能够利用辅助设备壳体15的换气功能将燃料气体适当地向规定区域(车外)排出。

而且，在上述本实施方式中，在图1中，燃料电池系统10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)的方式搭载于燃料电池车辆11，但也可以与此不同，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)的方式来使燃料电池系统10搭载于燃料电池车辆11。在上述本实施方式中，以堆壳体14配置于右侧且辅助设备壳体15配置左侧的方式使燃料电池系统10搭载于燃料电池车辆11，但也可以与此不同，燃料电池系统10以堆壳体14配置于左侧且辅助设备壳体15配置于右侧的方式搭载于燃料电池车辆11。

本发明也能够应用于不具备堆壳体14的燃料电池系统。在该情况下，虽然省略图示，但例如在燃料电池堆12的层叠方向一端侧配置的辅助设备壳体15的第一壳体构件88与在燃料电池堆12的层叠方向另一端侧配置的端板构件被杆状或者棒状的多个连结构件连结，由此对燃料电池堆12施加层叠方向的紧固载荷。

本发明并不限于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内可作出各种改变。

Claims (10)

1.一种燃料电池系统(10)，具备：

燃料电池堆(12)；

堆壳体(14)，其收纳所述燃料电池堆；以及

辅助设备壳体(15)，其被接合于所述堆壳体并且收纳燃料电池用辅助设备，

其中，所述辅助设备壳体一体地具有端板部(88a)，该端板部对所述燃料电池堆施加层叠方向的紧固载荷，

所述辅助设备壳体具备：第一壳体构件(88)，其邻接于所述堆壳体；以及第二壳体构件(90)，其接合于所述第一壳体构件，

在所述堆壳体与所述第二壳体构件之间配置所述第一壳体构件，

所述第一壳体构件具有：所述端板部，其接合于所述堆壳体；以及周壁部(88b)，其从所述端板部的周缘部整周沿所述端板部的厚度方向延伸至所述第二壳体构件侧，

所述端板部的所述周缘部被比所述周壁部靠内方配置的多个第一紧固构件接合于所述堆壳体的端部，

在所述堆壳体与所述第一壳体构件之间，在所述多个第一紧固构件的外方遍及整周地配置有密封构件，

所述端板部具有供所述多个第一紧固构件插通的多个插通孔(88h)，

所述密封构件以包围所述多个插通孔的方式配置于所述堆壳体与所述第一壳体构件之间。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，

在所述第一壳体构件内收纳所述燃料电池用辅助设备的至少一部分。

3.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，

所述第二壳体构件被多个第二紧固构件接合于所述第一壳体构件的所述周壁部，

所述多个第一紧固构件和所述多个第二紧固构件沿着所述第一壳体构件的外周部来锯齿状地配置。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，

所述燃料电池用辅助设备具有燃料气体系统设备(70A)，

所述燃料气体系统设备收纳于所述第一壳体构件内。

5.根据权利要求4所述的燃料电池系统，其特征在于，

所述第二壳体构件具有向从所述燃料电池堆离开的方向凹陷的凹形状，

所述燃料电池用辅助设备具有氧化剂气体系统设备(70B)，

所述氧化剂气体系统设备收纳于所述第二壳体构件内。

6.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其特征在于，

所述辅助设备壳体具有换气用空气导入孔(99)。

7.根据权利要求1～3中的任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，

所述辅助设备壳体在所述堆壳体的水平方向邻接地配置，

所述辅助设备壳体的铅垂方向的外形尺寸大于所述堆壳体的铅垂方向的外形尺寸。

8.根据权利要求1～3中的任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，

所述第二壳体构件的沿所述层叠方向的外形尺寸大于所述第一壳体构件的沿所述层叠方向的外形尺寸。

9.根据权利要求4所述的燃料电池系统，其特征在于，

所述燃料气体系统设备具有喷射燃料气体的喷射器(32)。

10.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其特征在于，

所述氧化剂气体系统设备具有对向所述燃料电池堆供给的氧化剂气体进行加湿的加湿器(50)。

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