CN111755729B - 燃料电池系统以及燃料电池车辆 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及燃料电池系统以及燃料电池车辆。在燃料电池车辆(10)配置的燃料电池系统(16)的堆壳体(44)的上壁部(44u)的外表面包括第一外表面(110a)、位于比第一外表面(110a)靠单电池层叠体(32)所处位置侧的第二外表面(112a)以及外表面连结部(114a)。在上壁部(44u)的第一上壁部(110)与单电池层叠体(32)之间形成有空间(S)，在该空间(S)配置突片(82a、84a)和母线(102、104)。

Description

燃料电池系统以及燃料电池车辆
技术领域
本发明涉及具备燃料电池堆、收容所述燃料电池堆的堆壳体的燃料电池系统以及燃料电池车辆，所述燃料电池堆具有将多个包括隔板的发电单电池层叠而成的单电池层叠体。
背景技术
在该种燃料电池系统中，在专利文献1的说明书公开了在隔板的外缘部设置向外方突出的突片的结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开第2016-0072145号。
发明内容
发明所要解决的问题
然而，在堆壳体中位于突片的突出方向的位置的盖部与单电池层叠体之间，在配置用于将发电单电池的发电电力向外部供给的母线的情况下，堆壳体在突片的突出方向(高度方向)容易大型化。因此，会导致不能够有效地运用盖部的外方的空间。
本发明的目的在于提供在盖部与单电池层叠体之间有效率地配置突片和母线并且能够有效地运用盖部的外方的空间的燃料电池系统以及燃料电池车辆。
用于解决问题的方案
本发明的一方式涉及燃料电池系统，具备：燃料电池堆，其具有将多个包括隔板的发电单电池层叠而成的单电池层叠体；以及收容所述燃料电池堆的堆壳体，在所述隔板的外缘部设置向外方突出的突片，在所述燃料电池系统中，所述发电单电池具有与所述单电池层叠体的层叠方向和所述突片的突出方向正交的宽度方向，所述堆壳体中位于所述突片的突出方向的位置的盖部的外表面包括：第一外表面，其位于所述发电单电池的所述宽度方向的一端侧的位置；第二外表面，其位于所述发电单电池的所述宽度方向的另一端侧并且比所述第一外表面靠所述单电池层叠体所处位置侧；以及外表面连结部，其将所述第一外表面与所述第二外表面相互连结，在所述盖部中设有所述第一外表面的部位与所述单电池层叠体之间形成有空间，在该空间配置所述突片和用于将所述发电单电池的发电电力向外部供给的母线。
本发明的其他方式涉及燃料电池车辆，具备：上述的燃料电池系统；前箱，其设置在仪表板的车辆前方；以及前围上板(cowl top)，其设置在所述仪表板的上端部，所述燃料电池系统以所述单电池层叠体的层叠方向朝向车辆宽度方向并且所述盖部为所述堆壳体的上壁部的方式被收容于所述前箱内，所述第二外表面位于比所述第一外表面靠车辆后方的位置，所述燃料电池系统的车辆后方上端位于比所述前围上板的下端靠下方的位置。
发明的效果
根据本发明，第二外表面位于比第一外表面靠单电池层叠体侧的位置。因此，能够在第二外表面的外方形成与第一外表面相比向单电池层叠体侧凹陷的凹状空间。由此，能够有效地运用盖部的外方的空间。另外，在盖部中设有第一外表面的部位与单电池层叠体之间的空间配置突片和母线。由此，能够在盖部与单电池层叠体之间有效率地配置突片和母线。
参照附图说明以下的实施方式的说明，能够容易地理解上述的目的、特征以及优点。
附图说明
图1是本发明的一实施方式涉及的具备燃料电池系统的燃料电池车辆的省略一部分的纵剖视图。
图2是图1的燃料电池系统的放大剖视图。
图3是沿着图2的III-III线的省略一部分的剖视图。
图4是发电单电池的分解立体图。
图5是发电单电池的省略一部分的剖视图。
图6是燃料电池车辆发生碰撞时的燃料电池系统的动作的说明图。
图7是外表面连结部的变形例的说明图。
具体实施方式
以下，举出优选的实施方式并参照附图说明本发明涉及的燃料电池系统以及燃料电池车辆。
在各个图中，以燃料电池车辆10为基准，从驾驶员侧观察时，将燃料电池车辆10的左侧用箭头符号“L”表示，将燃料电池车辆10的右侧用箭头符号“R”表示，将燃料电池车辆10的前方用箭头符号“Fr”表示，将燃料电池车辆10的后方用箭头符号“Rr”表示，将燃料电池车辆10的上方用箭头符号“U”表示，将燃料电池车辆10的下方用箭头符号“D”表示。
如图1所示，本发明的一个实施方式所涉及的燃料电池车辆10例如是燃料电池电动汽车。燃料电池车辆10具备在仪表板12的车辆前方(箭头符号Fr方向)设置的前箱14(电机室)、在前箱14内配设的燃料电池系统16。
在仪表板12的上端部，前围上板18朝向车辆前方并向上方(箭头符号U方向)延伸。前围上板18支承前玻璃20的前端部并且容纳未图示的刮水臂(wiperarm)。在仪表板12的车辆后方(箭头符号Rr方向)形成有乘坐室(cabin)22。前箱14利用罩盖(bonnet)24而向外部开闭自如。前箱14设置在左右的前轮26之间。在前箱14内配设未图示的车辆行驶用的电机等。
如图1至图3所示，燃料电池系统16具有燃料电池堆28和电设备单元30。燃料电池堆28具备将多个发电单电池31相互层叠而成的单电池层叠体32。燃料电池堆28以单电池层叠体32的层叠方向沿着车辆宽度方向(箭头符号B方向)的方式被配置于前箱14内。
在图3中，在单电池层叠体32的层叠方向一端(箭头符号L方向的端)配设第一接线板34a、第一绝缘板36a以及辅助设备壳体38。在第一绝缘板36a的内表面(单电池层叠体32所处位置侧的面)形成的凹部35a内配设第一接线板34a。
辅助设备壳体38收容燃料电池用辅助设备40。燃料电池用辅助设备40例如包括用于向单电池层叠体32供给含氢气体等燃料气体的燃料气体供给装置、用于向单电池层叠体32供给含氧气体等氧化剂气体的氧化剂气体供给装置。
在单电池层叠体32的层叠方向另一端(箭头符号R方向的端)配设第二接线板34b、第二绝缘板36b以及端板42。在第二绝缘板36b的内表面(单电池层叠体32所处位置侧的面)形成的凹部35b内配设第二接线板34b。
如图2和图3所示，燃料电池堆28具有将单电池层叠体32、第一绝缘板36a以及第二绝缘板36b从外方覆盖的堆壳体44。堆壳体44形成为四边筒状并且在单电池层叠体32的层叠方向(车辆宽度方向、箭头符号B方向)延伸。
在图3中，在堆壳体44的一端(箭头符号L方向的端)固定有辅助设备壳体38。在堆壳体44的另一端(箭头符号R方向的端)固定有端板42。
具体来说，端板42被多个紧固构件46(螺栓)紧固于堆壳体44的另一端侧的端面。由此，端板42对单电池层叠体32施加层叠方向的紧固载荷。而且，虽省略了图示，但在堆壳体44与端板42之间，遍及堆壳体44与端板42的接合面的整周地配置由弹性材料形成的密封构件。在后面记述堆壳体44的具体的结构。
如图4所示，发电单电池31在与单电池层叠体32的层叠方向(箭头符号B方向)和上下方向(箭头符号C方向)正交的宽度方向(车辆前后方向、箭头符号A方向)延伸。换言之，发电单电池31具有与单电池层叠体32的层叠方向和后述的第一突片82a、84a的突出方向正交的宽度方向。在发电单电池31的宽度方向的一端缘部(箭头符号Fr方向的缘部)，沿着上下方向设置有氧化剂气体入口连通孔48a、冷却介质入口连通孔50a以及燃料气体出口连通孔52b。氧化剂气体入口连通孔48a供给氧化剂气体。冷却介质入口连通孔50a供给纯水、乙二醇、油等冷却介质。燃料气体出口连通孔52b排出燃料气体。
在各个发电单电池31设置的氧化剂气体入口连通孔48a在层叠方向相互连通。在各个发电单电池31设置的冷却介质入口连通孔50a在层叠方向相互连通。在各个发电单电池31设置的燃料气体出口连通孔52b在层叠方向相互连通。
在发电单电池31的宽度方向的另一端缘部(箭头符号Rr方向的缘部)，沿着上下方向设置有燃料气体入口连通孔52a、冷却介质出口连通孔50b以及氧化剂气体出口连通孔48b。燃料气体入口连通孔52a供给燃料气体。冷却介质出口连通孔50b排出冷却介质。氧化剂气体出口连通孔48b排出氧化剂气体。
在各个发电单电池31设置的燃料气体入口连通孔52a在层叠方向相互连通。在各个发电单电池31设置的冷却介质出口连通孔50b在层叠方向相互连通。在各个发电单电池31设置的氧化剂气体出口连通孔48b在层叠方向相互连通。
氧化剂气体入口连通孔48a和氧化剂气体出口连通孔48b、燃料气体入口连通孔52a和燃料气体出口连通孔52b、冷却介质入口连通孔50a和冷却介质出口连通孔50b的形状和配置不限定于本实施方式，根据要求的规格适当地设定即可。
如图4和图5所示，发电单电池31具备电解质膜-电极结构体(以下称为“M EA54”)、在MEA 54的两侧配置的第一隔板56和第二隔板58。MEA54具有电解质膜60、在电解质膜60的一方的面60a(指向箭头符号L方向的面)设置的阳极电极62以及在电解质膜60的另一方的面60b(指向箭头符号R方向的面)设置的阴极电极64。
电解质膜60例如为固体高分子电解质膜(阳离子交换膜)。固体高分子电解质膜例如是含有水分的全氟磺酸的薄膜。电解质膜60被阳极电极62和阴极电极64夹持。电解质膜60除了能够使用氟系电解质以外，还能够使用HC(碳化氢)系电解质。电解质膜60具有比阳极电极62和阴极电极64大的平面尺寸(外形尺寸)。即，与阳极电极62和阴极电极64相比，电解质膜60向外周侧突出。
而且，MEA 54也可以构成为，使电解质膜60的平面尺寸形成为比阳极电极62和阴极电极64的平面尺寸小，并在阳极电极62的外周缘部与阴极电极64的外周缘部之间夹持具有框形状的树脂膜(树脂框构件)。
阳极电极62具有与电解质膜60的一方的面60a接合的第一电极催化剂层、层叠于第一电极催化剂层的第一气体扩散层。阴极电极64具有与电解质膜60的另一方的面60b接合的第二电极催化剂层、层叠于第二电极催化剂层的第二气体扩散层。
第一隔板56和第二隔板58具有沿发电单电池31的宽度方向(车辆宽度方向、箭头符号A方向)延伸的横长的长方形状。第一隔板56和第二隔板58分别由具有导电性的材料构成。具体来讲，第一隔板56和第二隔板58各自例如是将钢板、不锈钢板、铝板、镀处理钢板、或者在其金属表面实施了用于防腐蚀的表面处理的金属薄板的截面冲压成型为波状来构成的。
在第一隔板56的朝向MEA54的面(以下称为“表面56a”)设置与燃料气体入口连通孔52a和燃料气体出口连通孔52b连通的燃料气体流路66。在第一隔板56的表面56a设置用于防止流体(燃料气体、氧化剂气体以及冷却介质)向外部泄漏的第一密封线68。
在图5中，第一密封线68包括从第一隔板56的表面56a朝向MEA 54鼓出成形的第一凸起密封件70。第一凸起密封件70的突出端面与MEA 54的外周部接触并弹性变形来进行密封。也可以是，在第一凸起密封件70的突出端面固定树脂件。另外也可以是，第一密封线68由具有弹性的橡胶密封构件形成。
如图4和图5所示，在第二隔板58的朝向MEA 54的面(以下称为“表面58a”)设置与氧化剂气体入口连通孔48a和氧化剂气体出口连通孔48b连通的氧化剂气体流路72。在第二隔板58的表面58a设置用于防止流体(燃料气体、氧化剂气体以及冷却介质)向外部泄漏的第二密封线74。
在图5中，第二密封线74包括从第二隔板58的表面58a朝向MEA 54鼓出成形的第二凸起密封件76。第二凸起密封件76的突出端面与MEA 54接触并弹性变形来进行密封。也可以是，在第二凸起密封件76的突出端面固定树脂件。另外也可以是，第二密封线74由具有弹性的橡胶密封构件形成。
第一隔板56与第二隔板58在使面56b与面58b相向并且接触的状态下通过对外周焊接、钎焊、嵌塞(日文：かしめ)等来接合为一体。在图4和图5中，在彼此邻接的第一隔板56的面56b与第二隔板58的面58b之间，在箭头符号A方向延伸而形成与冷却介质入口连通孔50a和冷却介质出口连通孔50b连通的冷却介质流路78。由燃料气体流路66的背面形状与氧化剂气体流路72的背面形状来形成冷却介质流路78。
如图2至图4所示，这样的燃料电池堆28具备用于承受发电单电池31的宽度方向(车辆前后方向)的外部载荷的第一载荷承受部80a和第二载荷承受部80b。
第一载荷承受部80a具有：对各个发电单电池31逐个设置的两个第一突片82a、84a；以覆盖第一突片82a、84a的方式设置的第一承受部86a。第一突片82a设置在第一隔板56的上缘部56u(上方的外缘部)。
第一突片82a位于比第一隔板56的宽度方向(箭头符号A方向)的中心(中心线CL)靠一端侧(车辆前方、箭头符号Fr方向)的位置。与第一隔板56的上缘部56u相比，第一突片82a向外方(上方)突出。
第一突片82a是用与第一隔板56同样的金属材料来形成为板状。对于第一隔板56的上缘部56u通过焊接或者钎焊来接合第一突片82a。第一突片82a中与第一隔板56的上缘部56u相比向上方突出的部分被具有电绝缘性的绝缘材料覆盖。
在第一突片82a形成定位孔88a，在制造燃料电池堆28时(层叠多个发电单电池31时)用于使各个发电单电池31在面方向定位的未图示的棒插通该定位孔88a。在多个发电单电池31的层叠完成之后，将该棒从定位孔88a拔出。但也可以是，在燃料电池堆28的制造完成之后，该棒留在定位孔88a。
第一突片84a设置在第二隔板58的上缘部58u(上方的外缘部)。第一突片84a位于比第二隔板58的宽度方向(箭头符号A方向)的中心(中心线CL)靠一端侧(车辆前方、箭头符号Fr方向)的位置。即，第一突片84a以与第一突片82a相向的方式配置。第一突片84a与上述的第一突片82a同样地构成。因此，省略第一突片84a的具体的结构的说明。而且也可以是，省略第一突片82a、84a中的任一方来形成第一载荷承受部80a。
如图3所示，第一承受部86a是在单电池层叠体32的层叠方向(车辆宽度方向、箭头符号B方向)延伸的支撑杆。第一承受部86a的一端部(箭头符号L方向的端部)被固定于辅助设备壳体38。第一承受部86a的另一端部(箭头符号R方向的端部)被固定于端板42。也可以是，第一承受部86a的另一端部以能够在层叠方向移动的状态被安装于端板42。
在图2中，在第一承受部86a形成收容第一突片82a的第一收容凹部90a。第一收容凹部90a朝向下方(箭头符号D方向)开口。也就是说，第一承受部86a的横截面形成为倒U字状。
如图2和图4所示，第二载荷承受部80b具有：对各个发电单电池31逐个设置的两个第二突片82b、84b；以覆盖第二突片82b、84b的方式设置的第二承受部86b。第二突片82b设置于第一隔板56的下缘部56d(下方的外缘部)。
具体来说，在第一隔板56的下缘部56d的延伸方向的中央部形成向上方(第一突片82a所处位置侧)凹陷的第一凹部92。第二突片82b设置于形成第一凹部92的第一底部94。第二突片82b位于第一隔板56的宽度方向(箭头符号A方向)的中心线CL上的位置。与第一隔板56的第一底部94相比，第二突片82b向外方(下方)突出。
第二突片82b是用与第一隔板56同样的金属材料形成为板状。对于第一隔板56的第一底部94通过焊接或者钎焊来接合第二突片82b。第二突片82b中与第一隔板56的第一底部94相比向下方突出部分被具有电绝缘性的绝缘材料覆盖。
在第二突片82b形成定位孔88b，在制造燃料电池堆28时(层叠多个发电单电池31时)用于使各个发电单电池31在面方向定位的未图示的棒插通该定位孔88b。在多个发电单电池31的层叠完成之后，将该棒从定位孔88b拔出。但也可以是，在燃料电池堆28的制造完成之后，该棒留在定位孔88b。
第二突片84b设置在第二隔板58的下缘部58d(下方的外缘部)。具体来说，在第二隔板58的下缘部58d的延伸方向的中央部形成向上方(第一突片84a所处位置侧)凹陷的第二凹部96。第二突片84b设置在形成第二凹部96的第二底部98。第二凹部96经由以在电解质膜60的下缘部的延伸方向的中央部向上方凹陷的方式形成的第三凹部100来与第一隔板56的第一凹部92连通。
第二突片84b位于第二隔板58的宽度方向(箭头符号A方向)的中心线CL上的位置。与第二隔板58的第二底部98相比，第二突片84b向外方(下方)突出。第二突片84b与上述的第二突片82b同样地构成。因此，省略第二突片84b的具体的结构的说明。而且也可以是，省略第二突片82b、84b中的任一方来形成第二载荷承受部80b。
如图2所示，第二承受部86b是沿单电池层叠体32的层叠方向(车辆宽度方向)延伸的支撑杆。第二承受部86b的一端部(箭头符号L方向的端部)被固定于辅助设备壳体38。第二承受部86b的另一端部(箭头符号R方向的端部)被固定于端板42。也可以是，第二承受部86b的另一端部以能够在层叠方向移动的状态被安装于端板42。
在第二承受部86b形成收容第二突片82b的第二收容凹部90b。第二收容凹部90b朝向上方(箭头符号U方向)开口。也就是说，第二承受部86b的横截面形成为U字状。第二承受部86b位于第一凹部92、第二凹部96以及第三凹部100内的位置。
在图2和图3中，燃料电池堆28具备用于将发电单电池31发电产生的电力供给至电设备单元30的第一母线102和第二母线104。
第一母线102是带状的金属板，位于比发电单电池31的宽度方向(箭头符号A方向)的中央靠一端侧(箭头符号Fr方向)的位置。第一突片82a、84a位于比第一母线102靠发电单电池31的一端侧(箭头符号Fr方向)的位置。
第一母线102包括：第一延伸部102a，其以从第一接线板34a来贯通第一绝缘板36a的外周缘部的方式向上方突出；第二延伸部102b，其从第一延伸部102a的延伸端部向层叠方向内方(箭头符号R方向)延伸。第二延伸部102b的延伸端部是由第一连接部106来电连接于电设备单元30的未图示的输入端子。
在图3中，第二母线104是带状的金属板，位于比发电单电池31的宽度方向(箭头符号A方向)的中央靠一端侧(箭头符号Fr方向)的位置。第一突片82a、84a位于比第二母线104靠发电单电池31的一端侧(箭头符号Fr方向)的位置。
第二母线104包括：第一延伸部104a，其以从第二接线板34b来贯通第二绝缘板36b的外周缘部的方式向上方突出；第二延伸部104b，其从第一延伸部104a的延伸端部向层叠方向内方(箭头符号L方向)延伸。第二延伸部104b的延伸端部是由第二连接部108来电连接于电设备单元30的未图示的输入端子。第一母线102和第二母线104彼此具有同样的形状。
如图2所示，堆壳体44包括下壁部44d、前壁部44f、后壁部44r以及上壁部44u。堆壳体44是通过挤出成型而形成的一体成型件。但是，堆壳体44也可以是将下壁部44d、前壁部44f、后壁部44r以及上壁部44u分体地成形并彼此接合而形成的。
下壁部44d将单电池层叠体32从下方(箭头符号D方向)覆盖。下壁部44d分别相对于单电池层叠体32和第二承受部86b分离。前壁部44f从下壁部44d的前端向上方延伸来将单电池层叠体32从车辆前方(箭头符号Fr方向)覆盖。前壁部44f相对于单电池层叠体32分离。后壁部44r从下壁部44d的后端向上方延伸来将单电池层叠体32从车辆后方(箭头符号Rr方向)覆盖。后壁部44r相对于单电池层叠体32分离。后壁部44r的上端位于比前壁部44f的上端靠下方的位置。
上壁部44u将前壁部44f的上端与后壁部44r的上端相互连结来将单电池层叠体32从上方(箭头符号U方向)覆盖。上壁部44u相对于单电池层叠体32在上方分离。上壁部44u是位于第一突片82a、84a的突出方向(上方)的位置的盖部。
上壁部44u包括：第一上壁部110，其位于发电单电池31的宽度方向的一端侧(前壁部44f侧)的位置；第二上壁部112，其位于发电单电池31的宽度方向的另一端侧(后壁部44r侧)的位置；以及上侧连结部114，其将第一上壁部110与第二上壁部112相互连结。第二上壁部112位于比第一上壁部110靠下方(单电池层叠体32所处位置侧)的位置。上侧连结部114从第一上壁部110至第二上壁部112为止向下方连续并直线状地倾斜。
第一上壁部110的沿着箭头符号A方向的长度与第二上壁部112的沿着箭头符号A方向的长度大致相同。上侧连结部114位于上壁部44u的箭头符号A方向的大致中央的位置。但是，第一上壁部110和第二上壁部112分别沿着箭头符号A方向的长度能够适当地设定，也可以相互不同。另外也可以是，上侧连结部114不位于上壁部44u的箭头符号A方向的大致中央的位置。第一上壁部110、第二上壁部112和上侧连结部114分别遍及堆壳体44的箭头符号B方向的全长延伸(参照图3)。
上壁部44u的外表面包括：第一外表面110a，其是第一上壁部110的上表面；第二外表面112a，其是第二上壁部112的上表面；以及外表面连结部114a，其将第一外表面110a与第二外表面112a相互连结。第一外表面110a和第二外表面112a分别是沿着车辆前后方向(箭头符号A方向)大致水平地延伸的平坦面。外表面连结部114a是上侧连结部114的上表面。外表面连结部114a是从第一外表面110a至第二外表面112a为止向下方连续并直线状地倾斜的倾斜面。
上壁部44u的内表面包括：第一上壁内表面110b，其是第一上壁部110的下表面；第二上壁内表面112b，其是第二上壁部112的下表面；以及上壁内表面连结部114b，其将第一上壁内表面110b与第二上壁内表面112b相互连结。第一上壁内表面110b和第二上壁内表面112b分别是沿着车辆前后方向(箭头符号A方向)大致水平地延伸的平坦面。上壁内表面连结部114b是从第一上壁内表面110b至第二上壁内表面112b为止向下方连续并直线状地倾斜的倾斜面。第二外表面112a位于比第一上壁内表面110b靠下方的位置。
在第一上壁内表面110b(第一上壁部110)与单电池层叠体32之间形成有空间S，在该空间S配置第一突片82a、84a、第一母线102和第二母线104。第一上壁内表面110b与单电池层叠体32之间的分离间隔L1比第二上壁内表面112b与单电池层叠体32之间的分离间隔L2宽。第一上壁内表面110b分别相对于第一承受部86a、第一母线102和第二母线104分离。
电设备单元30配置在堆壳体44的上壁部44u的外表面。电设备单元30具有单元主体116、收容单元主体116的单元壳体118。单元主体116例如构成为包括接触器(开闭器)。第一母线102经由第一连接部106来与单元主体116电连接，并且第二母线104经由第二连接部108来与单元主体116电连接。
单元壳体118具备向上方(与燃料电池堆28的相反侧)开口的壳主体120、将壳主体120的上方开口部闭塞的盖部122。壳主体120具有前壁部120f、后壁部120r以及下壁部120d。
前壁部120f位于比堆壳体44的前壁部44f靠车辆后方(箭头符号Rr方向)的位置。前壁部120f的前端(单元壳体118的箭头符号Fr方向的一端)位于比第一突片82a、84a的前端(箭头符号Fr方向的一端)靠车辆后方的位置。换言之，前壁部120f的前端位于第一突片82a、84a的上方的位置。
后壁部120r位于堆壳体44的后壁部44r的上方的位置。也可以是，后壁部120r位于比堆壳体44的后壁部44r靠车辆前方或者车辆后方的位置。前壁部120f与后壁部120r由未图示的侧壁部相互连结。
下壁部120d形成为与堆壳体44的上壁部44u对应的形状。即，下壁部120d包括：第一下壁部124，其位于发电单电池31的宽度方向的一端侧(箭头符号Fr侧)的位置；第二下壁部126，其位于发电单电池31的宽度方向的另一端侧(箭头符号Rr侧)的位置；以及下侧连结部128，其将第一下壁部124与第二下壁部126相互连结。
第二下壁部126位于比第一下壁部124靠下方(燃料电池堆28所处位置侧)的位置。下侧连结部128从第一下壁部124至第二下壁部126为止向下方连续并直线状地倾斜。第一下壁部124、第二下壁部126以及下侧连结部128分别遍及单元壳体118的箭头符号B方向的全长延伸。
下壁部120d的外表面与堆壳体44的外表面相向。下壁部120d的外表面包括：第一接触面124a，其与堆壳体44的第一外表面110a接触；第二接触面126a，其与堆壳体44的第二外表面112a接触；以及接触面连结部128a，其将第一接触面124a与第二接触面126a相互连结。第一接触面124a是第一下壁部124的下表面。第二接触面126a是第二下壁部126的下表面。接触面连结部128a是下侧连结部128的下表面。
第一接触面124a和第二接触面126a分别是沿着车辆前后方向大致水平地延伸的平坦面。第二接触面126a和第二外表面112a位于比第一接触面124a和第一外表面110a靠车辆后方的位置。接触面连结部128a是从第一接触面124a至第二接触面126a为止向下方连续并直线状地倾斜的倾斜面。接触面连结部128a与外表面连结部114a接触。但是也可以是，接触面连结部128a相对于外表面连结部114a分离。
下壁部120d的内表面包括：第一下壁内表面124b，其是第一下壁部124的上表面；第二下壁内表面126b，其是第二下壁部126的上表面；以及下壁内表面连结部128b，其将第一下壁内表面124b与第二下壁内表面126b相互连结。第一下壁内表面124b和第二下壁内表面126b分别是沿着车辆前后方向大致水平地延伸的平坦面。下壁内表面连结部128b是从第一下壁内表面124b至第二下壁内表面126b为止向下方连续并直线状地倾斜的倾斜面。第二下壁内表面126b位于比第一接触面124a靠下方的位置。
单元壳体118的盖部122大致水平方向地延伸。盖部122与第二下壁内表面126b之间的间隔比盖部122与第一下壁内表面124b之间的间隔宽。由此，能够抑制燃料电池系统16的高度尺寸并且使单元壳体118内的收容容积比较宽。单元壳体118的上端位于比前围上板18的下端靠下方的位置(参照图1)。
在该情况下，本实施方式涉及的燃料电池系统16和燃料电池车辆10实现以下的效果。
在燃料电池系统16中，堆壳体44中将第一突片82a、84a覆盖的上壁部44u的外表面包括：第一外表面110a，其位于发电单电池31的宽度方向的一端侧的位置；第二外表面112a，其位于发电单电池31的宽度方向的另一端侧并且比第一外表面110a靠单电池层叠体32所处位置侧；以及外表面连结部114a，其将第一外表面110a与第二外表面112a相互连结。在上壁部44u中设有第一外表面110a的第一上壁部110与单电池层叠体32之间形成有空间S，在该空间S配置第一突片82a、84a、用于将发电单电池31的发电电力向外部供给的第一母线102和第二母线104。
根据这样的结构，第二外表面112a位于比第一外表面110a靠单电池层叠体32侧的位置。因此，能够在第二外表面112a的外方形成与第一外表面110a相比向单电池层叠体32侧凹陷的凹状空间。由此，能够有效地运用上壁部44u的外方的空间。另外，在第一上壁部110与单电池层叠体32之间的空间S配置第一突片82a、84a、第一母线102和第二母线104。由此，能够在第一上壁部110与单电池层叠体32之间的空间S有效率地配置第一突片82a、84a、第一母线102和第二母线104。
燃料电池系统16具备设置于上壁部44u的电设备单元30。电设备单元30具有：单元主体116，其与第一母线102和第二母线104电连接；单元壳体118，其配置于上壁部44u并收容单元主体116。单元壳体118中与上壁部44u相向的面包括：第一接触面124a，其与第一外表面110a接触；第二接触面126a，其与第二外表面112a接触；以及接触面连结部128a，其将第一接触面124a与第二接触面126a相互连结。
根据这样的结构，能够在堆壳体44的上壁部44u的外表面有效率地配置电设备单元30。
外表面连结部114a是从第一外表面110a至第二外表面112a为止向单电池层叠体32所处位置侧连续地倾斜的倾斜面。
根据这样的结构，能够使外表面连结部114a的外方的空间比较大。
第一突片82a、84a、第一母线102和第二母线104位于比发电单电池31的宽度方向的中心靠一端侧的位置。
根据这样的结构，能够在堆壳体44的第一上壁部110与单电池层叠体32之间的空间S有效率地配置第一突片82a、84a、第一母线102和第二母线104。
第一突片82a、84a位于比第一母线102和第二母线104靠发电单电池31的宽度方向的一端侧。发电单电池31的宽度方向的单元壳体118的一端(箭头符号Fr方向的端)位于比发电单电池31的宽度方向的第一突片82a、84a的一端(箭头符号Fr方向的端)靠第一母线102和第二母线104侧的位置。
根据这样的结构，能够紧凑地形成单元壳体118。
在第一隔板56中与第一突片82a所处位置侧的相反侧的下缘部56d形成向第一突片82a侧凹陷的第一凹部92，在第一凹部92的第一底部94设置向与第一突片82a的突出方向相反的方向(下方)突出的第二突片82b。在第二隔板58中与第一突片84a所处位置侧的相反侧的下缘部58d形成向第一突片84a侧凹陷的第二凹部96，在第二凹部96的第二底部98设置向与第一突片84a的突出方向相反的方向(下方)突出的第二突片84b。
根据这样的结构，能够紧凑地形成燃料电池堆28。
燃料电池车辆10具备：上述的燃料电池系统16；前箱14，其设置在仪表板12的车辆前方；以及前围上板18，其设置在仪表板12的上端部。燃料电池系统16以单电池层叠体32的层叠方向朝向车辆宽度方向的方式被收容于前箱14内。第二外表面112a位于比第一外表面110a靠车辆后方的位置，燃料电池系统16(单元壳体118)的车辆后方上端位于比前围上板18的下端靠下方的位置。
如图6所示，当这样的燃料电池车辆10发生碰撞(例如后方碰撞)时，燃料电池系统16在前箱14内相对于车身向车辆后方相对地移动。而且，燃料电池系统16的后表面(堆壳体44的后壁部44r和单元壳体118的后壁部120r)与仪表板12接触或者靠近。这时，燃料电池系统16不干扰前围上板18。因此，能够在燃料电池车辆10发生碰撞时防止燃料电池系统16碰到前围上板18而导致前玻璃20损伤。
本发明不限定于上述的结构。也可以是，在堆壳体44的上壁部44u的外表面具有图7所示的外表面连结部130，来代替上述的外表面连结部114a。如图7所示，在该外表面连结部130，从第一外表面110a朝向第二外表面112a来形成多个台阶部132。
台阶部132遍及外表面连结部130的箭头符号B方向(车辆宽度方向、与图7的纸面正交的方向)的全长延伸。根据这样的结构，能够使外表面连结部130的外方的空间S比较大。在图7中，也可以是，接触面连结部128a具有以与外表面连结部130接触的方式与台阶部132对应的多个台阶部。
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。
将以上的实施方式总结如下。
上述实施方式公开了燃料电池系统16，具备：燃料电池堆28，其具有将多个包括隔板56、58的发电单电池31层叠而成的单电池层叠体32；以及收容所述燃料电池堆28的堆壳体44，在所述隔板56、58的外缘部56u、58u设置向外方突出的突片82a、84a，在燃料电池系统16中，所述发电单电池31具有与所述单电池层叠体32的层叠方向和所述突片82a、84a的突出方向正交的宽度方向，所述堆壳体44中位于所述突片82a、84a的突出方向的位置的盖部44u的外表面包括：第一外表面110a，其位于所述发电单电池31的所述宽度方向的一端侧的位置；第二外表面112a，其位于所述发电单电池31的所述宽度方向的另一端侧并且比所述第一外表面110a靠所述单电池层叠体32所处位置侧；以及外表面连结部114a、130，其将所述第一外表面110a与所述第二外表面112a相互连结，在所述盖部44u中设有所述第一外表面110a的部位110与所述单电池层叠体32之间形成有空间S，在该空间S配置所述突片82a、84a和用于将所述发电单电池31的发电电力向外部供给的母线102、104。
也可以是，在上述的燃料电池系统16中，具备设置于所述盖部44u的电设备单元30，所述电设备单元30具有：单元主体116，其与所述母线102、104电连接；以及单元壳体118，其配置于所述盖部44u并收容所述单元主体116，所述单元壳体118中与所述盖部44u相向的面包括：第一接触面124a，其与所述第一外表面110a接触；第二接触面126a，其与所述第二外表面112a接触；以及接触面连结部128a，其将所述第一接触面124a与所述第二接触面126a相互连结。
也可以是，在上述的燃料电池系统16中，所述外表面连结部114a是从所述第一外表面110a至所述第二外表面112a为止向所述单电池层叠体32所处位置侧连续地倾斜的倾斜面。
也可以是，在上述的燃料电池系统16中，在所述外表面连结部130，从所述第一外表面110a朝向所述第二外表面112a来形成多个台阶部132。
也可以是，在上述的燃料电池系统16中，所述突片82a、84a和所述母线102、104位于比所述发电单电池31的所述宽度方向的中心靠一端侧的位置。
也可以是，在上述的燃料电池系统16中，所述突片82a、84a位于比所述母线102、104靠所述发电单电池31的所述宽度方向的一端侧的位置，所述发电单电池31的所述宽度方向的所述单元壳体118的一端，位于比所述发电单电池31的所述宽度方向的所述突片82a、84a的一端靠所述母线102、104侧的位置。
也可以是，在上述的燃料电池系统16中，所述突片82a、84a是第一突片82a、84a，在所述隔板56、58中与所述第一突片82a、84a所处位置侧的相反侧的外缘部56d、58d形成向所述第一突片82a、84a侧凹陷的凹部92、96，在所述凹部92、96的底部94、98设置向与所述第一突片82a、84a的突出方向相反的方向突出的第二突片82b、84b。
上述实施方式公开了燃料电池车辆10，具备：上述的燃料电池系统16；前箱14，其设置在仪表板12的车辆前方；以及前围上板18，其设置在所述仪表板12的上端部，所述燃料电池系统16以所述单电池层叠体32的层叠方向朝向车辆宽度方向并且所述盖部44u为所述堆壳体44的上壁部44u的方式被收容于所述前箱14内，所述第二外表面112a位于比所述第一外表面110a靠车辆后方的位置，所述燃料电池系统16的车辆后方上端位于比所述前围上板18的下端靠下方的位置。

Claims (8)

1.一种燃料电池系统，具备：燃料电池堆(28)，其具有将多个包括隔板(56、58)的发电单电池(31)层叠而成的单电池层叠体(32)；以及收容所述燃料电池堆的堆壳体(44)，在所述隔板的外缘部设置向外方突出的突片(82a、84a)，在所述燃料电池系统(16)中，
所述发电单电池具有与所述单电池层叠体的层叠方向和所述突片的突出方向正交的宽度方向，
所述堆壳体中位于所述突片的突出方向的位置的盖部的外表面包括：
第一外表面(110a)，其位于所述发电单电池的所述宽度方向的一端侧的位置；
第二外表面(112a)，其位于所述发电单电池的所述宽度方向的另一端侧并且比所述第一外表面靠所述单电池层叠体所处位置侧；以及
外表面连结部(114a、130)，其将所述第一外表面与所述第二外表面相互连结，
在所述盖部中设有所述第一外表面的部位与所述单电池层叠体之间形成有空间(S)，在该空间(S)配置所述突片和用于将所述发电单电池的发电电力向外部供给的母线(102、104)，
所述燃料电池系统具备设置于所述盖部的电设备单元(30)，
所述电设备单元具有：
单元主体(116)，其与所述母线电连接；以及
单元壳体(118)，其配置于所述盖部并收容所述单元主体，
所述单元壳体中与所述盖部相向的部分包括：
第一壁部(124)，其与所述第一外表面相向；
第二壁部(126)，其与所述第二外表面相向；以及
连结壁部(128)，其将所述第一壁部与所述第二壁部相互连结。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述单元壳体中与所述盖部相向的面包括：
第一接触面(124a)，其与所述第一外表面接触；
第二接触面(126a)，其与所述第二外表面接触；以及
接触面连结部(128a)，其将所述第一接触面与所述第二接触面相互连结。
3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述外表面连结部是从所述第一外表面至所述第二外表面为止向所述单电池层叠体所处位置侧连续地倾斜的倾斜面。
4.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，
在所述外表面连结部，从所述第一外表面朝向所述第二外表面形成多个台阶部(132)。
5.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述突片和所述母线位于比所述发电单电池的所述宽度方向的中心靠一端侧的位置。
6.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述突片位于比所述母线靠所述发电单电池的所述宽度方向的一端侧的位置，
所述发电单电池的所述宽度方向的所述单元壳体的一端，位于比所述发电单电池的所述宽度方向的所述突片的一端靠所述母线侧的位置。
7.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述突片是第一突片，
在所述隔板中与所述第一突片所处位置侧的相反侧的外缘部(56d、58d)，形成向所述第一突片侧凹陷的凹部(92、96)，
在所述凹部的底部(94、98)设置向与所述第一突片的突出方向相反的方向突出的第二突片(82b、84b)。
8.一种燃料电池车辆(10)，具备：
根据权利要求1至7中的任一项所述的燃料电池系统；
前箱(14)，其设置在仪表板(12)的车辆前方；以及
前围上板(18)，其设置在所述仪表板的上端部，
所述燃料电池系统以所述单电池层叠体的层叠方向朝向车辆宽度方向并且所述盖部为所述堆壳体的上壁部的方式被收容于所述前箱内，
所述第二外表面位于比所述第一外表面靠车辆后方的位置，
所述燃料电池系统的车辆后方上端位于比所述前围上板的下端靠下方的位置。
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