CN116706189A - 电池组外壳 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池组外壳，该电池组外壳将多个燃料电池单元以层叠的状态进行收纳，具备外壳主体、盖部以及密封件。电池组外壳以如下方式被配置于车辆内：越接近排出管，则层叠方向相对于水平方向越朝下方倾斜，越接近排出管，则外壳主体的上表面相对于水平方向越朝上方倾斜。

Description

电池组外壳
技术领域
本公开涉及将燃料电池单元以层叠的状态进行收纳的电池组外壳。
背景技术
在日本特开2020－77569中公开了一种在从储存有燃料电池组的电池组外壳(STACK CASE)的侧方端部排出生成水的构造中将电池组外壳配置为随着接近排出端部而向下方倾斜的技术。通过利用重力，能够容易地排出生成水。
有时采用通过具备将生成水排出的排出管的盖部来封堵在电池组外壳的排出端部形成的开口部的构造。在上述构造中，需要在开口部与盖部之间配置密封件来提高气密性。然而，若雨水等侵入至电池组外壳的上表面，则水因倾斜而向排出端部侧移动，存在积存于盖部的附近的情况。有可能因水而导致密封件劣化。
发明内容
本公开的方式所涉及的电池组外壳将多个燃料电池单元以层叠的状态进行收纳。电池组外壳具备：外壳主体，具有形成在多个燃料电池单元的层叠方向上的一个端部的开口部；盖部，构成为覆盖开口部且具备构成为从外壳主体的内部排出生成水的排出管；以及密封件，被配置于开口部与盖部之间。电池组外壳构成为以如下方式被配置于车辆内：越接近排出管则层叠方向相对于水平方向越朝下方倾斜，越接近排出管则外壳主体的上表面相对于水平方向越朝上方倾斜。
根据本公开的方式，由于层叠方向以越接近排出管则相对于水平方向越朝下方位移的方式倾斜，所以能够借助重力来容易地排出生成水。另外，由于外壳主体的上表面以越接近排出管则相对于水平方向越朝上方位移的方式倾斜，所以能够使积存在电池组外壳上表面的水向与形成有开口部的端部对置的相反侧的端部移动。由于能够防止水存积在盖部的附近，因而能够抑制密封件的劣化。
在本公开的方式中，电池组外壳可以构成为以越接近排出管则外壳主体的下表面相对于水平方向越朝下方倾斜的方式被配置于车辆内。由此，能够使多个燃料电池单元的层叠方向以越接近排出管则相对于水平方向越朝下方位移的方式倾斜。
在本公开的方式中，可以是越接近排出管，则构成外壳主体的上表面的壁的车辆上下方向上的厚度越厚。由此，能够使外壳主体的上表面以越接近排出管则相对于水平方向越朝上方位移的方式倾斜。
在本公开的方式中，外壳主体可以是铸造件，在外壳主体的内部以越接近排出管则内部的空间的铅垂方向的高度越大的方式形成拔模斜度。可以在将电池组外壳以排出管侧的位置低的方式相对于水平方向具有倾斜角地配置于车辆内时，拔模斜度的角度大于倾斜角。由此，能够使用拔模斜度来使外壳主体的上表面倾斜。
在本公开的方式中，可以在外壳主体的上表面形成有沿与层叠方向交叉的方向延伸的肋。肋可以构成为在一个肋中其一部分的高度低于其他部分。能够利用肋的高度低的部分来形成水的排水路径。
本公开的技术的详细内容和进一步的改进将在以下的“具体实施方式”中进行说明。
附图说明
以下，参照附图对本发明的示例性实施例的特征、优点、技术及工业重要性进行说明，附图中相同的附图标记表示相同的构成要素，其中：
图1是对燃料电池系统的简要结构进行说明的剖视图。
图2是对比较例的燃料电池系统的简要结构进行说明的剖视图。
图3是实施例2所涉及的电池组外壳的俯视图。
图4是对变形例所涉及的燃料电池系统的简要结构进行说明的剖视图。
具体实施方式
实施例1
燃料电池系统1的简要结构
图1中示出了对燃料电池系统1的简要结构进行说明的剖视图。燃料电池系统1被配置于车辆的前舱室(未图示)的内部。燃料电池系统1具备电池组外壳10以及燃料电池电源控制单元(FCPC)20。其中，关于前舱室内的其他部件，省略记载以及说明。另外，在包括图1的各图中，箭头FR表示车辆前方向，箭头RH表示车辆右方向，箭头UP表示车辆上方向。在以后的图中，坐标系的含义也相同。
FCPC20是监视电池组外壳10内的燃料电池组14的电压来控制发电状态的部位。FCPC20以其上表面20u与水平方向HD平行的方式被配置于前舱室内。在上表面20u上配置有电池组外壳10。电池组外壳10具备外壳主体11、电池组歧管12、密封件13以及燃料电池组14。
燃料电池组14被收纳于外壳主体11的内部空间IS。燃料电池组14具有将作为长方形的板状部件的燃料电池单元16层叠了多个而成的构造。具体而言，端板15位于最远离电池组歧管12的端部。而且，以端板15的平面与燃料电池单元16的平面并行的方式层叠了多个燃料电池单元16。而且，与燃料电池单元16各自的平面垂直的方向成为层叠方向LD。
外壳主体11是一面开口的箱型的部件。外壳主体11具备支承部11f、下侧壁11b、上侧壁11u、侧面壁11s以及开口部11a。开口部11a是不具备壁的区域。开口部11a形成于层叠方向LD上的车辆后方侧的端部。
支承部11f是在将外壳主体11载置于FCPC20的上表面20u时成为台座的部件。支承部11f可以与外壳主体11形成为一体。支承部11f可以具有凸缘形状。
外壳主体11是铝等金属材料的铸造件。通过沿箭头所示的取下方向RD取下金属模而形成上侧壁11u以及下侧壁11b。为了使金属模的取下容易，以越接近开口部11a则外壳主体11的内部空间IS的铅垂方向(纸面上下方向)的高度越大的方式形成有拔模斜度(draftangle)。由此，下侧壁11b相对于取下方向RD具备拔模角(casting angle)CA1。另外，上侧壁11u相对于取下方向RD具备拔模角CA2。拔模角CA1以及CA2的大小不特别限定。另外，拔模角CA1与CA2可以不同。
燃料电池组14被配置于下侧壁11b的内壁上。因此，层叠方向LD相对于水平方向HD的倾斜角TA1与下侧壁11b的拔模角CA1相等。即，层叠方向LD以越接近电池组歧管12所具备的排出管(即，越趋向车辆后方)则相对于水平方向HD越朝下方位移的方式倾斜。由此，能够借助重力来容易地排出生成水。
上侧壁11u的上表面以越接近电池组歧管12所具备的排出管(即，越趋向车辆后方)则相对于水平方向HD越朝上方位移的方式倾斜。在本实施例中，上侧壁11u相对于水平方向HD的倾斜角TA2与拔模角CA2相等。
电池组歧管12是向燃料电池组14供给氢、空气、冷却水等的配管部件。电池组歧管12是将复杂的3D形状的铝铸造部件与构成各种配管的树脂一体成形而成的部件。由于电池组歧管12无法与外壳主体11同时成形，所以需要在形成为独立部件之后安装于开口部11a。电池组歧管12通过未图示的螺栓等被安装于开口部11a。电池组歧管12还作为覆盖开口部11a的盖部发挥功能。
在电池组歧管12装备有冷却用制冷剂的供给管及排出管、燃料气体的供给管、燃料废气的排出管、氧化剂气体的供给管、氧化剂废气的排出管等。在图1的剖视图中，露出了燃料气体的供给管12p1以及燃料废气的排出管12p2。由于燃料废气中含有生成水，所以燃料废气的排出管12p2还作为从外壳主体11的内部排出生成水的排出管发挥功能。
密封件13被配置于开口部11a与电池组歧管12之间。能够通过密封件13来提高内部空间IS的气密性。密封件13的材质不特别限定。密封件13可以为O型环。此外，在与电池组歧管12对置的侧面壁11s不配置开口部以及密封件。
效果
在图2的比较例的燃料电池系统101中，FCPC220的上表面220u相对于水平方向HD具有搭载倾斜角TA100。因此，电池组外壳110以越趋向车辆后方则越向下方位移的方式被配置为具有搭载倾斜角TA100。另外，比较例的外壳主体111不具有拔模角。由于层叠方向LD相对于水平方向HD的倾斜角TA1具有与搭载倾斜角TA100相同的倾斜角，所以能够借助重力来容易地排出生成水。而且，上侧壁11u相对于水平方向HD的倾斜角TA2也具有与搭载倾斜角TA100相同的倾斜角。即，上侧壁111u的上表面以越接近电池组歧管12所具备的排出管(即，越趋向车辆后方)则相对于水平方向HD越朝下方位移的方式倾斜。而且，存在雨水、来自轮胎的溅起水等各种水侵入至电池组外壳10的上部的情况。到达了上侧壁111u的上表面的水因重力而向电池组歧管12侧移动(参照箭头Y100)。于是，存在在密封件13的附近形成有积水PD的情况。密封件13有可能因积水PD而劣化。
另一方面，在图1所示的本实施例的燃料电池系统1中，上侧壁11u的上表面以越接近电池组歧管12所具备的排出管则相对于水平方向HD越朝上方位移的方式倾斜。由此，能够借助重力来使到达了上侧壁11u的上表面的水向与形成有开口部11a的端部对置的相反侧的侧面壁11s侧移动(参照箭头Y2)。由于能够防止在密封件13的附近形成积水PD，因而能够抑制密封件13的劣化。
实施例2
图3中示出了实施例2所涉及的电池组外壳210的俯视图。与实施例1的电池组外壳10相比，实施例2的电池组外壳210在上侧壁11u的上表面具备肋(rib)这一点不同。对实施例2的电池组外壳210与实施例1的电池组外壳10之间共通的要素标注相同的附图标记，由此省略说明。
在上侧壁11u的上表面，分别形成有多个在沿与层叠方向LD交叉的方向延伸的肋R1、以及沿与层叠方向LD平行的方向延伸的肋R2。肋R1及R2是壁形状的突起部分。肋R1及R2可以与上侧壁11u形成为一体。
在多个肋R1各自中，在其一部分形成有高度低的排水区域DA。通过与层叠方向LD邻接的排水区域DA彼此结合，能够形成排水路。由此，能够兼顾因肋形成带来的电池组外壳210的强度提高和从上侧壁11u的上表面进行的排水性的提高。
以上，对本发明的具体例详细地进行了说明，但这些只不过是例示，并不限定本申请请求保护的技术方案。本申请请求保护的技术方案中记载的技术包括对以上例示的具体例进行各种变形、变更而得的技术。本说明书或者附图中说明的技术要素通过单独或各种组合来发挥技术有用性，并不限定于申请时技术方案记载的组合。另外，本说明书或者附图中例示的技术能够同时实现多个目的，实现其中一个目的本身就具有技术有用性。
变形例
如图4所示，上侧壁11u的车辆上下方向上的厚度可以以越接近电池组歧管12所具备的排出管则越厚的方式变化。通过这样的构造，也能够使上侧壁11u的上表面以越接近排出管则相对于水平方向HD越朝上方位移的方式倾斜。
电池组外壳10(图1)可以被配置于比较例中说明的具备搭载倾斜角TA100的FCPC220的上表面220u(图2)。即，可以将电池组外壳10以开口部11a侧的位置低的方式配置为相对于水平方向具有搭载倾斜角TA100。该情况下，只要配置为上侧壁11u的拔模角CA2大于搭载倾斜角TA100即可。由此，能够使上侧壁11u的上表面以越接近电池组歧管12所具备的排出管(即，越趋向车辆后方)则相对于水平方向HD越朝下方位移的方式倾斜。
可以在上侧壁11u的上表面配置其他部件(例：FCPC20)。
外壳主体11的材料、成形方法可以是各种各样的。例如，可以对纤维强化塑料等塑料进行成形来制造外壳主体11。
电池组歧管12是盖部的一个例子。

Claims (5)

1.一种电池组外壳，将多个燃料电池单元以层叠的状态进行收纳，其特征在于，包括：
外壳主体，具有形成在多个所述燃料电池单元的层叠方向上的一个端部的开口部；
盖部，构成为覆盖所述开口部且具有构成为从所述外壳主体的内部排出生成水的排出管；以及
密封件，被配置于所述开口部与所述盖部之间，
其中，
所述电池组外壳构成为以下述方式被配置于车辆内：
(i)越接近所述排出管，则所述层叠方向相对于水平方向越朝下方倾斜，
(ii)越接近所述排出管，则所述外壳主体的上表面相对于水平方向越朝上方倾斜。
2.根据权利要求1所述的电池组外壳，其特征在于，
所述电池组外壳构成为以越接近所述排出管则所述外壳主体的下表面相对于水平方向越朝下方倾斜的方式被配置于所述车辆内。
3.根据权利要求1或2所述的电池组外壳，其特征在于，
越接近所述排出管，则构成所述外壳主体的所述上表面的壁在车辆上下方向上的厚度越厚。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电池组外壳，其特征在于，
所述外壳主体是铸造件，
在所述外壳主体的内部以越接近所述排出管则所述内部的空间的铅垂方向的高度越大的方式形成有拔模斜度，
在将所述电池组外壳以所述排出管侧的位置低的方式相对于水平方向具有倾斜角地配置于所述车辆内时，所述拔模斜度的角度大于所述倾斜角。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的电池组外壳，其特征在于，
在所述外壳主体的所述上表面形成有沿与所述层叠方向交叉的方向延伸的肋，
所述肋构成为在一个所述肋中其一部分的高度低于其他部分。
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