CN112349944A - 燃料电池单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃料电池单元，第2凸缘部与多个第1壳体的沿着第2方向排列的多个肋中的位于一端和另一端的肋的至少一方分离，并固定于除了上述至少一方之外的多个上述肋的任意2个肋。

Description

燃料电池单元

技术领域

本发明涉及燃料电池单元。

背景技术

在使燃料电池组、与转换燃料电池组的电力的电力转换器一体化的情况下，存在以下情况，即，将燃料电池组与电力转换器电连接，并且在容纳有燃料电池组的壳体固定容纳有电力转换器的壳体(例如，参照日本特开2017-073199)。

在容纳有燃料电池组的壳体设置有用于使将燃料电池组与电力转换器电连接的导电部件让出的开口部。这里，燃料电池组具有将多个单电池层叠而成的层叠体。在该层叠体，为了使单电池彼此的导通性良好等，通过壳体向层叠方向赋予压缩载荷。因此，该压缩载荷作为拉伸载荷作用于容纳燃料电池组的壳体，换言之，该壳体具有保持赋予给层叠体的压缩载荷的功能。因此，优选壳体的刚性较高。然而，如上述那样这样的壳体设置有开口部，因此存在刚性降低的可能性。若壳体的刚性降低，则存在不能向层叠体赋予充分的压缩载荷的可能性。

另外，为了确保输出电力，可以考虑单增加电池的层叠数量。若单电池的层叠数量增大，则存在以下情况，即，层叠体整体的重量增大，从而当在与层叠方向交叉的方向上从外部施加了冲击等情况下，单电池彼此的位置容易偏移。为了防止这样的位置偏移，也优选向层叠体赋予充分的压缩载荷，但若壳体的刚性降低，则存在如上述那样不能向层叠体赋予充分的压缩载荷的可能性。因此，可以考虑不是使一个燃料电池组中的单电池的层叠数量增大，而是使多个燃料电池组与电力转换器一体化。在该情况下，若在分别容纳有多个燃料电池组的壳体固定容纳有电力转换器的壳体，则有可能在装置整体上大型化。

发明内容

本发明提供一种确保容纳有燃料电池组的壳体的刚性，确保输出电力并且小型化的燃料电池单元。

能够由燃料电池单元来实现，上述燃料电池单元具备：多个燃料电池组；多个第1壳体，分别容纳有多个上述燃料电池组中的对应的燃料电池组；电力转换器，转换多个上述燃料电池组的电力；第2壳体，容纳上述电力转换器，并且固定于多个上述第1壳体；以及导电部件单元，在多个上述第1壳体和上述第2壳体内，将多个上述燃料电池组与上述电力转换器电连接，上述燃料电池组包括层叠体，上述层叠体包括沿着第1方向层叠的多个单电池，通过上述第1壳体沿着上述第1方向对上述层叠体赋予压缩载荷，多个上述第1壳体分别包括：与上述第2壳体对置的壁部、从上述壁部朝向上述第2壳体突出的第1凸缘部、以及以被上述第1凸缘部包围的方式形成于上述壁部的第1开口部，上述第2壳体包括：以包围多个上述第1壳体的上述第1开口部的方式固定于多个上述第1壳体的上述第1凸缘部的第2凸缘部、和以被上述第2凸缘部包围的方式形成并与多个上述第1开口部连通的第2开口部，上述导电部件单元从多个上述第1开口部分别经由上述第2开口部向上述第2壳体内延长，多个上述第1凸缘部分别包括沿着上述第1方向延长并沿着与上述第1方向交叉的第2方向并列设置的至少3个肋，以分别设置于多个上述第1壳体的上述至少3个肋沿着上述第1方向延长并沿着上述第2方向排列的方式配置多个上述第1壳体，上述第2壳体的在上述第2方向上的长度比多个上述第1壳体整体的在上述第2方向上的长度短，上述第2凸缘部与多个上述第1壳体的沿着上述第2方向排列的上述至少3个肋中的位于第1端和第2端的上述肋的至少一方分离，并固定于除了上述至少一方之外的上述至少3个肋的任意2个肋。在本说明书中，上述电力转换器为转换器或换流器。

也可以构成为：上述至少3个肋包括至少4个肋。也可以构成为：上述第2凸缘部与多个上述第1壳体的沿着上述第2方向排列的上述至少3个肋中的位于上述第1端和上述第2端的上述肋的双方分离，并固定于除了上述双方之外的上述至少4个肋的任意2个肋。

也可以构成为：上述第2凸缘部在多个上述第1壳体的至少一个固定于离上述第1开口部最近的上述肋。

也可以构成为：上述层叠体包括夹持多个上述单电池并且相互沿着上述第1方向分离的第1和第2接线板，上述第1开口部是在上述第1方向上比上述第2方向长的形状，上述导电部件单元包括经由上述第1开口部与上述第1及第2接线板分别连接的第1和第2导电部件。

也可以构成为，上述第2壳体包括：多个上述第2凸缘部，分别固定于多个上述第1壳体的上述第1凸缘部中的对应的第1凸缘部；和多个上述第2开口部，被多个上述第2凸缘部中的对应的第2凸缘部分别包围。

也可以构成为：上述第2壳体包括桶状的主体部、和固定于上述桶状的主体部的盖部，上述桶状的主体部包括第3凸缘部、和被上述第3凸缘部包围的第3开口部，上述盖部包括多个上述第2凸缘部、多个上述第2开口部、固定于上述第3凸缘部的第4凸缘部、以及被上述第4凸缘部包围的第4开口部，上述第3和第4凸缘部分别大于上述第2凸缘部。

根据本发明，能够提供确保容纳有燃料电池组的壳体的刚性，确保输出电力并且小型化的燃料电池单元。

以下参考附图，对本发明的示例性实施例的特征、优点、以及技术和工业意义进行描述，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。

附图说明

图1是燃料电池单元的立体图。

图2是燃料电池单元的分解立体图。

图3是燃料电池单元的剖视图。

图4是燃料电池单元的剖视图。

图5是燃料电池单元的外观立体图。

图6是燃料电池单元的分解立体图。

具体实施方式

[燃料电池单元1的概略结构]

图1是燃料电池单元1的立体图。图2是燃料电池单元1的分解立体图。图3和图4是燃料电池单元1的剖视图。燃料电池单元1具备两个电池组壳体10a及10b、分别容纳于电池组壳体10a及10b的燃料电池组100a及100b、与燃料电池组100a及100b电连接的升压转换器500、以及容纳有升压转换器500的转换器壳体40。转换器壳体40的详细情况进行后述，但包括主体部50和盖部70。此外，在附图中，记载有相互正交的X方向、Y方向以及Z方向。Z方向是电池组壳体10a和10b排列的方向的一个例子。X方向的详细情况进行后述，但是为燃料电池组100a和100b的各自的单电池106所层叠的方向的一个例子。两个电池组壳体10a及10b和转换器壳体40在Z方向上重叠。图3表示与XY平面平行的燃料电池单元1的剖面。图4表示与YZ平面平行的燃料电池单元1的剖面。此外，在图3和图4中，仅通过虚线简单地示出升压转换器500。

电池组壳体10a和10b是相同的部件，但为了方便，标注了不同的附图标记。另外，燃料电池组100a和100b也是相同的部件，但为了方便，标注了不同的附图标记。容纳于转换器壳体40的升压转换器500使燃料电池组100a和100b的输出电压升压，并向外部设备输出。升压转换器500是转换燃料电池组100a和100b的输出电力的电力转换器的一个例子。这里，电力转换器并不限定于升压转换器，也可以是降压转换器、升压与降压都能够进行的升降压转换器、将直流电力转换为交流电力的换流器中的任意一个。电力转换器也可以是其他的转换器或者换流器。燃料电池单元1像这样具备两个燃料电池组100a和100b，因此确保了输出电力。

[电池组壳体10a和10b的概略结构]电池组壳体10a例如由铝合金等金属材料那样的刚性较高的材料形成。电池组壳体10a包括侧壁部11、13及14、上壁部15、以及底壁部16。侧壁部11与YZ平面平行。侧壁部13和14相互在Z方向上分离并与XY平面大致平行。上壁部15和底壁部16相互在Y方向上分离，底壁部16与XZ平面平行，虽然上壁部15的详细情况进行后述，但是相对于XZ平面倾斜。电池组壳体10a在沿-X方向与侧壁部11对置的位置没有设置壁部，而形成有开口，但通过未图示的螺栓将后述的端板12a固定于电池组壳体10a，以便堵塞该开口。端板12a与侧壁部11相同，与YZ平面平行。上壁部15实际上以上壁部15的在端板12a侧的端部的Y方向的高度位置比上壁部15的在侧壁部11侧的端部的Y方向的高度位置高的方式相对于XZ平面倾斜，但并不限定于此。

同样，电池组壳体10b包括侧壁部11、13及14、上壁部15、以及底壁部16，在电池组壳体10b固定有端板12a。如图1、图2以及图4所示，在电池组壳体10a的侧壁部14与电池组壳体10b的侧壁部13对置，并且分别固定于电池组壳体10a和10b的端板12a朝向相同方向的状态下，将电池组壳体10a及10b与转换器壳体40相互固定。电池组壳体10a和10b是多个第1壳体的一个例子。

[凸缘部18的详细结构]

在电池组壳体10a和10b的各自的上壁部15设置有凸缘部18。凸缘部18具有从上壁部15向+Y方向突出规定的突出高度，换言之向转换器壳体40侧突出。凸缘部18的上端面与XZ平面平行。凸缘部18包括横肋181和182、外侧纵肋183和184、以及内侧纵肋185和186。横肋181和182相互在X方向上分离并沿着Z方向延长。外侧纵肋183和184相互在Z方向上分离并沿着X方向延长。外侧纵肋183在横肋181的一端和横肋182的一端连续。外侧纵肋184在横肋181的另一端和横肋182的另一端连续。横肋181、横肋182、外侧纵肋183以及外侧纵肋184分别设置于侧壁部11、端板12a、侧壁部13以及侧壁部14的附近。

内侧纵肋185和186在外侧纵肋183与184之间与外侧纵肋183和184相同地沿着X方向延长，并与横肋181及182连续。内侧纵肋185和186经由横肋181及横肋182与外侧纵肋183及184连续。外侧纵肋183、内侧纵肋185、内侧纵肋186以及外侧纵肋184按照+Z方向的顺序排列。这些横肋181等的各肋为如下形状：从上壁部15向+Y方向具有规定的突出高度并在上壁部15上向规定方向延长，并在与延长的方向正交的方向上的厚度小于延长的方向的长度。电池组壳体10a和10b配置为各自的凸缘部18的外侧纵肋183及184、和内侧纵肋185及186沿着X方向延长，并在Z方向上并列设置。凸缘部18是第1凸缘部的一个例子。

凸缘部18是从内侧面向内侧突出的突起部在周向上以大致等距离间隔设置有多个的朝内凸缘。在各突起部形成有未图示的内螺纹孔。详细而言，在横肋181及182和外侧纵肋183及184分别设置有多个从内侧面向内侧突出的突起部，在内侧纵肋185和186也设置有多个从由内侧纵肋185及186和横肋181及182围起的区域的内侧面向内侧纵肋185及186的内侧即另一个内侧纵肋185及186突出的突起部。

在上壁部15以被凸缘部18包围的方式详细而言在内侧纵肋185与186之间设置有开口部15a。开口部15a在X方向上形成得比Z方向大。在图2中，从开口部15a露出有构成燃料电池组100a的一部分的接线板101和多个单电池106。开口部15a是第1开口部的一个例子。此外，也可以在单电池106与开口部15a之间具备绝缘片等，使得单电池106不从开口部15a直接露出。

[燃料电池组100a和100b的概略结构]

如图3所示，燃料电池组100a包括将多个板状的部件层叠而成的层叠体107。具体而言，层叠体107包括在X方向上层叠的多个单电池106、配置于这些多个单电池106的一端侧并从多个单电池106侧依次层叠的接线板101、绝缘体103以及压力板105、以及配置于多个单电池106的另一端侧并从多个单电池106侧依次层叠的接线板102、绝缘体104以及端板12a。压力板105被配置于与侧壁部11之间的弹簧109向端板12a侧施力，端板12a固定于电池组壳体10a，因此对层叠体107赋予X方向的压缩载荷。因此，经由弹簧109由电池组壳体10a在X方向上对层叠体107赋予压缩载荷。

单电池106是接受作为氧化剂气体的包括氧在内的空气和作为燃料气体的氢气的供给来发电的固体高分子型燃料电池。单电池106具备作为在电解质膜的两面配置有电极的发电体的膜电极接合体、和夹持膜电极接合体的一对隔板。电解质膜是由具有磺酸基团的氟类树脂材料或者烃类树脂材料形成的固体高分子膜，在湿润状态下具有良好的质子传导性。电极构成为包括碳载体、和为具有磺酸基团的固体高分子并在湿润状态下具有良好的质子传导性的离聚物。在碳载体担载有用于促进发电反应的催化剂(例如白金或者白金－钴合金等)。隔板是由具有气体隔断性和导电性的材料即冲压成型的不锈钢、钛、钛合金之类的金属形成的薄板状部件。

接线板101和102例如是由铜、铝、或者包括这些在内的合金等金属、或者致密性碳等导电性材料形成的板。绝缘体103和104例如是由橡胶或者树脂等绝缘性材料形成的板。端板12a和压力板105例如由不锈钢或者铝合金等金属材料那样的刚性较高的材料形成。在端板12a形成有用于向燃料电池组100a分别供给和排出氧化剂气体、燃料气体、以及冷却水的供给孔和排出孔。在这些供给孔和排出孔分别连接供给管和排出管。

在燃料电池单元1中，电池组壳体10a和10b的任意一个端板12a都配置于相同侧，因此能够将与端板12a连接的分别供给和排出氧化剂气体、燃料气体以及冷却水的供给管和排出管相对于燃料电池单元1集中于同一侧。因此，燃料电池单元1的搭载性提高。

如图3所示，在燃料电池组100a的接线板101和102分别形成有从多个单电池106向+Y方向突出并从开口部15a露出的突起部。另外，如图2、图3以及图4所示，燃料电池组100a和100b的各自的多个单电池106通过接线板101及102、中继汇流条111、以及连接汇流条112及113与升压转换器500电连接。中继汇流条111、连接汇流条112以及113例如是铜、铝、或者包括这些在内的合金等电阻率较小的金属制，即具有导电性。中继汇流条111和连接汇流条112及113是导电部件单元的一个例子。

中继汇流条111的一端与燃料电池组100a的接线板102的突起部连接。中继汇流条111从该接线板102侧经由电池组壳体10a的开口部15a和后述的盖部70的开口部781a在盖部70的底壁部73上从电池组壳体10a侧向电池组壳体10b侧延长。中继汇流条111的另一端经由后述的盖部70的开口部781b和电池组壳体10b的开口部15a与燃料电池组100b的接线板101的突起部连接。这样，通过中继汇流条111将燃料电池组100a和100b的各自的多个单电池106彼此以串联的方式电连接。

连接汇流条112的一端与燃料电池组100b的接线板102的突起部连接。连接汇流条112从该接线板102侧经由开口部15a、781b以及56向转换器壳体40侧延长，连接汇流条112的另一端与升压转换器500连接。连接汇流条113的一端与燃料电池组100a的接线板101的突起部连接。连接汇流条113从该接线板101侧经由开口部15a、781a以及56向转换器壳体40侧延长，连接汇流条113的另一端与升压转换器500连接。这样，通过连接汇流条112和113将燃料电池组100a和100b的多个单电池106与升压转换器500电连接。此外，连接汇流条112及113的另一端与升压转换器500通过汇流条、电缆等未图示的导电部件连接。此外，升压转换器500由电容器、智能功率模块(IPM：Intelligent Power Module)、电流传感器、电抗器等多个电子部件构成。

[转换器壳体40的主体部50的详细结构]

转换器壳体40包括主体部50和盖部70。主体部50和盖部70例如由铝合金等金属材料那样的刚性较高的材料形成。盖部70和主体部50按照+Y方向的顺序排列。主体部50包括侧壁部51～54、和上壁部55。侧壁部51和52相互在X方向上分离并与YZ平面平行。侧壁部53和54相互在Z方向上分离并与XY平面平行。上壁部55与XZ平面平行。侧壁部51和52的各自的Z方向的长度比侧壁部53和54的各自的X方向的长度长。在侧壁部51和52分别形成有后述的维修口511和521。如图1和图4所示，侧壁部51和52的各自的Z方向的长度比在Z方向上排列的电池组壳体10a和10b整体的Z方向的长度短。侧壁部53和54的各自的X方向的长度与电池组壳体10a和10b的侧壁部13和14的各自的X方向的长度大致相同。

在主体部50没有设置与上壁部55平行并与上壁部55对置的壁部，而设置有开口部56。换言之，主体部50是以上壁部55为底的桶状。开口部56经由盖部70与电池组壳体10a及10b对置。

在主体部50的开口部56的周边形成有凸缘部59。换言之，凸缘部59包围开口部56。凸缘部59是从外侧面向外侧突出的突起部在周向上以大致等距离间隔设置有多个的朝外凸缘。在各突起部形成有未图示的螺栓孔。凸缘部59的下端面与XZ平面平行。凸缘部59的形状分别与上述的电池组壳体10a和10b的凸缘部18不同。因此，不能将电池组壳体10a和10b的凸缘部18、与主体部50的凸缘部59直接固定。转换器壳体40是第2壳体的一个例子。凸缘部59是第3凸缘部的一个例子。开口部56是第3开口部的一个例子。

[转换器壳体40的盖部70的详细结构]盖部70的X方向的长度和Z方向的长度分别与主体部50的X方向的长度和Z方向的长度大致相同。盖部70包括周壁部71、底壁部73、以及凸缘部78a、78b及79。周壁部71在Y方向上具有规定的高度，绕着Y方向呈大致矩形框状环绕。凸缘部78a、78b以及79分别形成为大致矩形框状。盖部70具有由凸缘部78a、78b以及79的内周边分别围起的开口部781a、781b以及791。周壁部71从两个凸缘部78a和78b连续至凸缘部79。换言之，在周壁部71的-Y方向侧的端部形成有两个凸缘部78a和78b。两个凸缘部78a和78b的形状和大小相同，但为了便于说明，标注了不同的附图标记。凸缘部78a和78b在Z方向上相互分离。底壁部73形成于邻接的凸缘部78a与78b之间，与周壁部71连续并与XZ平面平行地延长。连接汇流条112经由开口部781b与升压转换器500连接，连接汇流条113经由开口部781a与升压转换器500连接。凸缘部78a和78b是多个第2凸缘部的一个例子。开口部781a和781b是多个第2开口部的一个例子。凸缘部79是第4凸缘部的一个例子。开口部791是第4开口部的一个例子。底壁部73是延伸壁部的一个例子。

凸缘部78a和78b与电池组壳体10a和10b的凸缘部18相同，是朝内凸缘。凸缘部79与主体部50的凸缘部59相同，是朝外凸缘。凸缘部78a及78b的下端面和凸缘部79的上端面与XZ平面平行。凸缘部79形成得比凸缘部78a与78b的合计大。即，开口部791大于开口部781a与781b的合计。凸缘部79的形状和大小与主体部50的凸缘部59对应，与凸缘部59相同是朝外凸缘。通过螺栓将凸缘部79与凸缘部59紧固。这样，将主体部50与盖部70固定。

在凸缘部78a在周向上以大致等距离间隔设置有多个螺栓孔。凸缘部78a的多个螺栓孔的位置、与设置于电池组壳体10a的凸缘部18的内侧纵肋185及186、处于内侧纵肋185与内侧纵肋186之间的横肋181的一部分、处于内侧纵肋185与内侧纵肋186之间的横肋182的一部分的多个内螺纹孔的位置对应。通过螺栓将凸缘部78a与电池组壳体10a的凸缘部18紧固，从而凸缘部78a的下端面与凸缘部18的上端面抵接而被固定在一起。即，凸缘部78a并不是与构成凸缘部18的最外侧的周壁的横肋181及182和外侧纵肋183及184的整体的形状和大小对应，而是与由内侧纵肋185及186、横肋181的一部分以及横肋182的一部分划定的周壁的形状和大小对应。凸缘部78a以包围在内侧纵肋185与186之间形成的开口部15a的方式固定于凸缘部18。凸缘部78b与电池组壳体10b的凸缘部18也相同。在凸缘部78a和78b分别固定于电池组壳体10a和10b的凸缘部18的状态下，底壁部73以堵塞电池组壳体10a与10b的缝隙的方式延长。

这样将电池组壳体10a及10b、盖部70以及主体部50固定，从而将燃料电池组100a及100b与升压转换器500一体化。盖部70的周壁部71和底壁部73在凸缘部78a及78b与凸缘部79之间连续，因此盖部70能够与主体部50、和电池组壳体10a及10b一起构成燃料电池单元1整体的壳体的外壁部，从而将这些壳体一体化并封闭内部。此外，也可以将主体部50与盖部70一体成型，但若考虑升压转换器500的电子部件、中继汇流条111等的安装作业性，则优选主体部50与盖部70分体构成。此外，优选在相互固定的凸缘部的端面之间夹有用于使密封性提高的橡胶垫圈或者液状垫圈。

[电池组壳体10a和10b的刚性]

如图3所示，将多个单电池106在X方向上层叠，并在端板12a与压力板105之间通过弹簧109赋予X方向的压缩载荷。另外，端板12a固定于电池组壳体10a，弹簧109配置于压力板105与电池组壳体10a的侧壁部11之间。因此，多个单电池106在X方向上受到压缩载荷，但电池组壳体10a在X方向上受到拉伸载荷。换言之，电池组壳体10a作为用于保持赋予给多个单电池106的压缩载荷的部件发挥功能。例如，若电池组壳体10a的刚性较低，则电池组壳体10a在X方向上伸长，从而不能向多个单电池106赋予充分的压缩载荷，单电池106彼此的导电性有可能恶化。在本实施例中，如图2所示，电池组壳体10a的凸缘部18具有沿着X方向延长的4个外侧纵肋183及184和内侧纵肋185及186。因此，电池组壳体10a确保相对于X方向的载荷的刚性，从而能够向多个单电池106赋予充分的压缩载荷。对于电池组壳体10b，也相同。

特别是在本实施例中，在电池组壳体10a形成有开口部15a，能够通过外侧纵肋183及184和内侧纵肋185及186补偿由开口部15a导致而降低的电池组壳体10a的刚性。如图3所示，开口部15a在X方向上形成得较长，以便不与接线板102及103、中继汇流条111以及连接汇流条113干涉。这样开口部15a形成得较大，因此电池组壳体10a的刚性容易降低。然而，通过上述的外侧纵肋183及184和内侧纵肋185及186，电池组壳体10a的刚性提高，从而确保了所需的刚性。对于电池组壳体10b，也相同。

凸缘部78a与电池组壳体10a的凸缘部18的外侧纵肋183及184和内侧纵肋185及186中的处于与开口部15a最近的位置的内侧纵肋185及186连接。由此，通过将内侧纵肋185及186与凸缘部78a连接，从而内侧纵肋185及186与凸缘部78a一体化，内侧纵肋185和186的刚性进一步提高。这样能够使位于可能成为电池组壳体10a的刚性的降低的重要因素的开口部15a的最近的位置的内侧纵肋185和186的刚性提高，因此能够更有效地使电池组壳体10a的刚性提高。

这里，在本实施例中，如图2和图3所示，开口部15a遍及上壁部15的大致整体在X方向上延长而形成。例如，为了使刚性提高，可以考虑在上壁部15分别独立地设置使接线板102和103分别露出的最小限度的大小的开口部。然而，在该情况下，在燃料电池单元1的制造工序中，将燃料电池组100a插入于电池组壳体10a时的作业性有可能恶化。具体而言，将预先组装好的燃料电池组100a在+X方向上插入于电池组壳体10a内，但在如上述那样在上壁部15仅设置有最小限度的大小的两个开口部的情况下，在插入时接线板101的突起部与上壁部15干涉，从而作业性有可能恶化。另外，电池组壳体10a通过铸造法或者压铸法而成型，但在上壁部15设置两个开口部这一情况使铸型的构造更复杂，电池组壳体10a的制造成本也可能增大。因此，在本实施例中通过开口部15a沿着X方向延长，从而实现上述的插入的作业性的提高、制造成本的减少。

[转换器壳体40的小型化]

如图1和图4所示，转换器壳体40的Z方向的长度比在Z方向上排列的电池组壳体10a和10b整体的Z方向的长度短。另外，转换器壳体40与电池组壳体10a的外侧纵肋183及电池组壳体10b的外侧纵肋184分离，并固定于以外的电池组壳体10a和10b的各自的内侧纵肋185和186。换言之，转换器壳体40与电池组壳体10a的外侧纵肋183相比向电池组壳体10a的内侧避让，并且与电池组壳体10b的外侧纵肋184相比向电池组壳体10b的内侧避让。因此，将燃料电池单元1整体上的大小小型化。

此外，转换器壳体40的Y方向的大小小于电池组壳体10a和10b的各自的Y方向的大小，转换器壳体40的X方向的大小与电池组壳体10a和10b的各自的X方向的大小大致相同，因而由此也将燃料电池单元1整体小型化。电池组壳体10a的外侧纵肋183和电池组壳体10b的外侧纵肋184位于电池组壳体10a和10b的各自的凸缘部18的在Z方向上排列的外侧纵肋183及184和内侧纵肋185及186的所有纵肋中的、一端和另一端。即，电池组壳体10a的外侧纵肋183和电池组壳体10b的外侧纵肋184是电池组壳体10a和10b的多个肋中的在与层叠单电池106的方向交叉的第2方向上位于最外侧的两个肋。

[电池组壳体10a的共用化]

图5是燃料电池单元1a的外观立体图。图6是燃料电池单元1a的分解立体图。关于燃料电池单元1a，与上述的燃料电池单元1相同，对于类似的结构，通过分别标注相同、类似的附图标记而省略重复的说明。燃料电池单元1a包括在上述的燃料电池单元1中采用的电池组壳体10a、容纳于电池组壳体10a的燃料电池组100a、与上述的转换器壳体40不同的转换器壳体50a、以及容纳于转换器壳体50a的未图示的升压转换器。转换器壳体50a比上述的转换器壳体40小型，容纳于转换器壳体50a的升压转换器也比上述的升压转换器500小型。这是因为，容纳于转换器壳体50a的升压转换器是单一的燃料电池组100a用的升压转换器，并且电抗器等部件的体型小于上述的升压转换器500。燃料电池组100a的层叠体107通过接线板101及102、和连接汇流条112及113与升压转换器电连接。

转换器壳体50a的侧壁部52a、和与侧壁部52a在X方向上分离对置并平行的未图示的侧壁部的Z方向的大小与电池组壳体10a大致相同。另外，转换器壳体50a的侧壁部53a、和与侧壁部53a在Z方向上分离对置并平行的未图示的侧壁部的X方向的大小与电池组壳体10a大致相同。转换器壳体50a的凸缘部59a是朝内凸缘部，直接固定于凸缘部18的横肋181及182和外侧纵肋183及184。这样，通过使用在上述的燃料电池单元1中未使用的外侧纵肋183和184，从而能够在单一的电池组壳体10a固定容纳有单一的燃料电池组100a用的升压转换器的转换器壳体50a。这样借用用于上述的燃料电池单元1的电池组壳体10a，从而也能够共用于燃料电池单元1a。因此，燃料电池组100a、燃料电池单元1a的制造成本降低。此外，如上述那样，对于电池组壳体10b，也是与电池组壳体10a相同的部件，因此上述的燃料电池单元1的制造成本也降低。

此外，转换器壳体50a的凸缘部59a并不限定于与横肋181及182和外侧纵肋183及184连接。例如，凸缘部59a可以以包围电池组壳体10a的开口部15a的方式固定于由横肋181及182、外侧纵肋184以及内侧纵肋185划定的框状的区域，也可以固定于由横肋181及182、外侧纵肋183以及内侧纵肋186划定的框状的区域。这样在电池组壳体10a不仅设置有外侧纵肋183和184，也设置有多个内侧纵肋185和186，因此也能够固定大小不同的多个转换器壳体。

[其他]

图1～图4所示的燃料电池单元1的转换器壳体40除了电池组壳体10a的外侧纵肋183之外，也可以固定于以外的肋的任意肋。在该情况下，也可以构成为：转换器壳体40的凸缘部78b以包围电池组壳体10b的开口部15a的方式固定于电池组壳体10b的由横肋181及182、外侧纵肋184、以及外侧纵肋183与内侧纵肋185的一方划定的框状的区域。另外，转换器壳体40除了电池组壳体10b的外侧纵肋184之外，也可以固定于其以外的肋的任意肋。在该情况下，也可以构成为：转换器壳体40的凸缘部78a以包围电池组壳体10a的开口部15a的方式固定于电池组壳体10a的由横肋181及182、外侧纵肋183、以及外侧纵肋184与内侧纵肋186的一方划定的框状的区域。

燃料电池单元1的转换器壳体40的凸缘部78a固定于由电池组壳体10a的凸缘部18的横肋181及182、和内侧纵肋185及186划定的框状的区域，但并不限定于此。例如，凸缘部78a也可以固定于由电池组壳体10a的横肋181及182、外侧纵肋184以及内侧纵肋185划定的框状的区域。同样，燃料电池单元1的转换器壳体40的凸缘部78b也可以固定于由电池组壳体10b的横肋181及182、外侧纵肋183以及内侧纵肋186划定的框状的区域。

电池组壳体10a的开口部15a形成于内侧纵肋185与内侧纵肋186之间，但并不限定于此。只要能够将燃料电池组100a及100b与升压转换器500电连接，电池组壳体10a的开口部15a例如也可以形成于外侧纵肋184与内侧纵肋186之间。在这种情况下，也可以构成为：凸缘部78a以包围开口部15a的方式固定于由横肋181及182、外侧纵肋184、以及内侧纵肋185或者186划定的框状的区域。同样，电池组壳体10b的开口部15a例如也可以形成于外侧纵肋183与内侧纵肋185之间。在该情况下，也可以构成为：凸缘部78b以包围开口部15a的方式固定于由横肋181及182、外侧纵肋183、以及内侧纵肋185或者186划定的框状的区域。

电池组壳体10a和10b并不限定于形状和大小相同的部件。例如，也可以构成为：如上述那样电池组壳体10a的开口部15a形成于外侧纵肋184与内侧纵肋186之间，而电池组壳体10b的开口部15a如图2所示形成于内侧纵肋185与内侧纵肋186之间，或如上述那样形成于外侧纵肋183与内侧纵肋185之间。另外，也可以构成为：如图2所示电池组壳体10a的开口部15a形成于内侧纵肋185与内侧纵肋186之间，而电池组壳体10b的开口部15a如上述那样形成于外侧纵肋183与内侧纵肋185之间。

凸缘部18包括沿着X方向延长的外侧纵肋183及184和内侧纵肋185及186的合计4个肋，但包括3个以上这样的沿着X方向延长的肋即可。例如，也可以从电池组壳体10a的凸缘部18中删除内侧纵肋186。在该情况下，燃料电池单元1的盖部70的凸缘部78a也可以固定于电池组壳体10a的凸缘部18的由横肋181及182、外侧纵肋184以及内侧纵肋185划定的框状的区域。同样，也可以从电池组壳体10b的凸缘部18中删除内侧纵肋185。在该情况下，燃料电池单元1的盖部70的凸缘部78b也可以固定于电池组壳体10b的凸缘部18的由横肋181及182、外侧纵肋183以及内侧纵肋186划定的框状的区域。

在燃料电池单元1中，通过中继汇流条111将燃料电池组100a与100b之间以串联的方式电连接，但并不限定于此。例如，两个燃料电池组100a与100b也可以通过连接汇流条以并联的方式与作为电力转换器的升压转换器电连接。

燃料电池单元1的转换器壳体40并不限定于由桶状的主体部50和框状的盖部70构成。例如，也可以构成为：在Z方向上邻接的电池组壳体10a的外侧纵肋184与电池组壳体10b的外侧纵肋183接触，电池组壳体10a和10b的各自的凸缘部18整体的上端面位于相同的XZ平面上，并直接固定该上端面和主体部50的凸缘部59的下端面。由此，能够减少部件件数。此外，在该情况下，主体部50的凸缘部59需要以与凸缘部18对应的方式变更为朝内凸缘。另外，也可以构成为：凸缘部59与电池组壳体10a的外侧纵肋183及电池组壳体10b的外侧纵肋184双方避让，不固定于电池组壳体10a的外侧纵肋184和电池组壳体10b的外侧纵肋183，而固定于由电池组壳体10a的内侧纵肋185、电池组壳体10b的内侧纵肋186、以及电池组壳体10a和10b的各自的横肋181及182划定的框状的区域。此外，在该情况下，主体部50的开口部56成为第2开口部的一个例子。

电池组壳体10a经由弹簧109向层叠体107在X方向上赋予压缩载荷，但并不限定于此。例如，也可以是以下结构，即，不经由这样的弹簧109，压力板105与电池组壳体10a的侧壁部11直接接触，并将端板12a固定于电池组壳体10a，由此向层叠体107赋予X方向的压缩载荷。另外，也可以构成为：在侧壁部11设置从侧壁部11向压力板105的突出量根据扭固量而改变的调整螺钉，并通过该调整螺钉将压力板105向固定于电池组壳体10a的端板12a侧挤压，由此向层叠体107赋予X方向的压缩载荷。在任意一个情况下，都通过电池组壳体10a向层叠体107赋予X方向的压缩载荷。

燃料电池单元1也可以使电池组壳体10a和10b的底壁部16侧为重力方向下侧来搭载于车辆等，但也可以以其他的朝向搭载于车辆等。例如，也可以使电池组壳体10a和10b的端板12a侧为重力方向下侧来搭载于车辆等。在该情况下，液体水从燃料电池组100a和100b内的排出性提高，能够防止在发电中的溢流的产生、在发电停止后的在燃料电池组100a和100b内的残留水的冻结，从而能够抑制燃料电池组100a和100b的发电性能的降低。另外，也可以使主体部50的上壁部55侧为重力方向下侧来搭载于车辆等。对于燃料电池单元1a，也相同。

在燃料电池单元1中，在两个电池组壳体10a和10b固定有转换器壳体40，但并不局限于此，例如也可以在3个以上的电池组壳体固定一个转换器壳体。在该情况下，在3个以上的电池组壳体例如沿着Z方向排列的状态下，转换器壳体与这些电池组壳体的沿着X方向延长的多个肋区域中的位于一端的肋区域、与位于另一端的肋区域的至少一方避让即可。

以上，对本发明的实施例进行了详述，但本发明并不限定于上述的特定的实施例，能够进行各种变形、变更。

Claims (6)

1.一种燃料电池单元，所述燃料电池单元具备：

多个燃料电池组；

多个第1壳体，分别容纳有多个所述燃料电池组中的对应的所述燃料电池组；

电力转换器，转换多个所述燃料电池组的电力；

第2壳体，容纳所述电力转换器，并且固定于多个所述第1壳体；以及

导电部件单元，在多个所述第1壳体和所述第2壳体内，将多个所述燃料电池组与所述电力转换器电连接，

其特征在于，

所述燃料电池组包括层叠体，所述层叠体包括沿着第1方向层叠的多个单电池，

通过所述第1壳体沿着所述第1方向对所述层叠体赋予压缩载荷，

多个所述第1壳体分别包括：与所述第2壳体对置的壁部、从所述壁部朝向所述第2壳体突出的第1凸缘部、以及以被所述第1凸缘部包围的方式形成于所述壁部的第1开口部，

所述第2壳体包括：以包围多个所述第1壳体的所述第1开口部的方式固定于多个所述第1壳体的所述第1凸缘部的第2凸缘部、和以被所述第2凸缘部包围的方式形成并与多个所述第1开口部连通的第2开口部，

所述导电部件单元从多个所述第1开口部分别经由所述第2开口部向所述第2壳体内延长，

多个所述第1凸缘部分别包括沿着所述第1方向延长并沿着与所述第1方向交叉的第2方向并列设置的至少3个肋，

以分别设置于多个所述第1壳体的所述至少3个肋沿着所述第1方向延长并沿着所述第2方向排列的方式配置多个所述第1壳体，

所述第2壳体的在所述第2方向上的长度比多个所述第1壳体整体的在所述第2方向上的长度短，

所述第2凸缘部与多个所述第1壳体的沿着所述第2方向排列的所述至少3个肋中的位于第1端和第2端的所述肋的至少一方分离，并固定于除了所述至少一方之外的所述至少3个肋的任意2个肋。

2.根据权利要求1所述的燃料电池单元，其特征在于，

所述至少3个肋包括至少4个肋，所述第2凸缘部与多个所述第1壳体的沿着所述第2方向排列的所述至少3个肋中的位于所述第1端和所述第2端的所述肋的双方分离，并固定于除了所述双方之外的所述至少,4个肋的任意2个肋。

3.根据权利要求1或2所述的燃料电池单元，其特征在于，

所述第2凸缘部在多个所述第1壳体的至少一个固定于离所述第1开口部最近的所述肋。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的燃料电池单元，其特征在于，

所述层叠体包括夹持多个所述单电池并且相互沿着所述第1方向分离的第1和第2接线板，

所述第1开口部是在所述第1方向上比所述第2方向长的形状，

所述导电部件单元包括经由所述第1开口部与所述第1及第2接线板分别连接的第1和第2导电部件。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的燃料电池单元，其特征在于，

所述第2壳体包括：多个所述第2凸缘部，分别固定于多个所述第1壳体中的对应的所述第1凸缘部；和多个所述第2开口部，被多个所述第2凸缘部中的对应的所述第2凸缘部分别包围。

6.根据权利要求5所述的燃料电池单元，其特征在于，

所述第2壳体包括桶状的主体部、和固定于所述桶状的主体部的盖部，

所述桶状的主体部包括第3凸缘部、和被所述第3凸缘部包围的第3开口部，

所述盖部包括多个所述第2凸缘部、多个所述第2开口部、固定于所述第3凸缘部的第4凸缘部、以及被所述第4凸缘部包围的第4开口部，

所述第3凸缘部和所述第4凸缘部分别大于所述第2凸缘部。

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