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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft Brennstoffbatterien.
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STAND DER TECHNIK
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Eine Brennstoffzelle hat einen Stapelaufbau, in dem eine Mehrzahl von Zellen einer Brennstoffzelle als Leistungserzeugungseinheiten in Lagen gestapelt sind, und die ungeprüfte japanische Patentanmeldung
JP 2012-156033 A offenbart beispielsweise ein Verfahren zum Durchführen einer Versorgung der Zellen der Brennstoffzelle mit einem Brenngas von einem Injektor, der an einer Endplatte an einem Ende des Stapels angebracht ist.
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Obgleich es bei dem in der vorstehend genannten Patentliteratur offenbarten Gaszufuhrverfahren möglich ist, ein Brenngaszufuhrleitungssystem um die Brennstoffzelle zu vereinheitlichen, sind die folgenden Probleme aufgetreten. Die Brennstoffzelle wird nicht nur als Leistungserzeugungsquelle verwendet, indem sie in einen festen Aufbau wie einem Leistungserzeugungssystem aufgenommen und darin installiert wird, vielmehr wird die Brennstoffzelle oft auch als Antriebsleistungsquelle verwendet, indem sie an einem Fahrzeug montiert wird. Obgleich bei der Montage der Brennstoffzelle an einem Fahrzeug die Montageposition der Brennstoffzelle nicht sonderlich beschränkt ist, ist es hinsichtlich der Erlangung von Ruhe im Fahrgastraum bevorzugt, Geräusche bei der Leistungserzeugung zu verringern. Da in den Zellen der Brennstoffzelle nur eine elektrochemische Reaktion des Brennstoffs eines zugeführten Brenngases und des Sauerstoffs eines Oxidationsgases (beispielsweise Luft) stattfindet, wird vermieden, dass mechanische Vibrationen in den die Zelle bildenden Teilen erzeugt werden, so dass die durch Vibrationen erzeugten Geräusche in den Zellen der Brennstoffzelle selbst kein Problem darstellen. Da jedoch der an der Endplatte angebrachte Injektor wiederholt während des Leistungserzeugungsvorgangs bzw. -betriebs der Brennstoffzelle Gas ausbläst, kann der Injektor eine Quelle für Vibrationen darstellen, die nicht nur Vibrationen im Injektor sondern auch in der Endplatte erzeugt, so dass ein ungewöhnliches Geräusch erzeugt werden kann. Dieses Problem tritt auch auf, wenn die Brennstoffzelle in einem festen Aufbau enthalten ist. Da die vorstehend genannte Patentliteratur gänzlich vernachlässigt, dass der an der Endplatte angebrachte Injektor eine Vibrationsquelle sein kann, ist es notwendig, die Geräusche beim Leistungserzeugungsvorgang der Brennstoffzelle zu verringern. Es ist, neben anderen Dingen, auch gewünscht, die für die Geräuschverringerung notwendigen Kosten, die Kosten für die Brennstoffzelle und die Herstellungskosten hierfür zu senken.
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KURZFASSUNG
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Um zumindest einen Teil der vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen, kann die vorliegende Erfindung in den nachfolgend beschriebenen Aspekten ausgeführt werden.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Brennstoffzelle geschaffen. Die Brennstoffzelle gemäß dem ersten Aspekt hat: einen Zellenstapel, der einen Stapelaufbau hat, der eine Mehrzahl von Zellen als Leistungserzeugungseinheiten umfasst, die in Lagen gestapelt sind; eine Endplatte, die an einem Ende des Zellenstapels angebracht ist; einen Injektor, der an der Endplatte angebracht ist und ausgestaltet ist, um Brenngas einzudüsen; einen Pfad, der in der Endplatte ausgebildet ist, um das vom Injektor eingedüste Brenngas zum Zellenstapel zu führen; und ein schallabsorbierendes Element, das an einem Abschnitt einer Plattenfläche der Endplatte angebracht ist, der dem Pfad entspricht. Mit der Brennstoffzelle gemäß dem ersten Aspekt ist es möglich, da das schallabsorbierende Element in dem Abschnitt vorgesehen ist, der dem Pfad des vom Injektor eingedüsten Brenngases entspricht, Geräusche, die durch Vibrationen verursacht werden, zu verringern oder zu verhindern, selbst wenn Vibrationen im Injektor oder in der am Injektor befestigten Endplatte erzeugt werden, wenn das Gas eingedüst wird.
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Bei der Brennstoffzelle gemäß dem ersten Aspekt kann die Endplatte einen konvexen Abschnitt haben, der auf der Plattenfläche ausgebildet ist, und das schallabsorbierende Element kann einen Einfügeabschnitt haben, in welchen der konvexe Abschnitt eingesetzt bzw. eingefügt ist, und die Endplatte kann das schallabsorbierende Element am konvexen Abschnitt in einem Zustand befestigen, in welchem der konvexe Abschnitt durch den Einfügeabschnitt des schallabsorbierenden Elements eingefügt ist. Mit der Brennstoffzelle gemäß diesem Aspekt ist es möglich, einen Aufbau zum Befestigen des schallabsorbierenden Elements an der Endplatte zu vereinfachen, um den Raum hierfür zu verringern und die verursachten Kosten durch die Vereinfachung des Aufbaus zu verringern, da das schallabsorbierende Element, das zur Verringerung der Geräusche beiträgt, nur am konvexen Abschnitt befestigt wird, indem die Endplatte am Einfügeabschnitt befestigt wird. Da bei der Brennstoffzelle dieses Aspekts die existierende Endplatte, an welcher der Injektor angebracht ist, einfach durch die Endplatte ersetzt werden kann, die in der Brennstoffzelle des vorstehend beschriebenen Aspekts enthalten ist, ist es zudem möglich, die Herstellungskosten der Brennstoffzelle zu senken.
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Bei der Brennstoffzelle gemäß dem ersten Aspekt kann die Endplatte einen Zentrierungs- bzw. Lokalisierungsabschnitt haben, um das schallabsorbierende Element in dem Abschnitt zu zentrieren bzw. zu lokalisieren, an dem das schallabsorbierende Element angebracht ist. In diesem Fall ist es möglich, da eine unerwartete Bewegung des schallabsorbierenden Elements verhindert werden kann, Geräusche zu verringern oder den Geräusch verhindernden Effekt aufrechtzuerhalten.
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Bei der Brennstoffzelle gemäß dem ersten Aspekt kann das schallabsorbierende Element an dem konvexen Abschnitt mit einer Schraube befestigt sein, die von einer Oberfläche des konvexen Abschnitts in den konvexen Abschnitt geschraubt ist. In diesem Fall ist es möglich, das schallabsorbierende Element leicht zu befestigen und dessen Austausch zu vereinfachen.
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Bei der Brennstoffzelle gemäß dem ersten Aspekt kann die Endplatte eine Endplattenabdeckung haben, die den Pfad bildet, die Plattenfläche kann eine Außenfläche der Endplattenabdeckung sein und der konvexe Abschnitt kann an der Endplattenabdeckung ausgebildet sein. In diesem Fall wird, da das schallabsorbierende Element vorab an der Endplattenabdeckung befestigt werden kann, einfach die Endplattenabdeckung mit dem daran befestigten schallabsorbierenden Element befestigt.
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Die vorliegende Erfindung kann in verschiedenen Aspekten wie beispielsweise einer Endplatte einer Brennstoffzelle, eines Zellenstapels mit einem Stapelaufbau, in dem eine Mehrzahl von Brennstoffzellenzellen in Lagen gestapelt sind, einem Verfahren zum Herstellen eines Zellenstapels oder eine Brennstoffzelle und einer schallabsorbierenden Struktur einer Brennstoffzelle realisiert werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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1 zeigt eine Darstellung, die schematisch den Aufbau eines Fahrzeugs bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 zeigt eine perspektivische schematische Darstellung, die den schematischen Aufbau einer Brennstoffzelle gesehen von der Bodenseite des Fahrzeugs zeigt;
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3 zeigt eine perspektivische schematische Darstellung, wenn eine Endplatte an einer vorderen Endseite einer Zelle von einer Befestigungsfläche an einem Zellenstapel aus betrachtet wird;
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4 zeigt eine perspektivische schematische Darstellung, wenn die Endplatte vor der Anbringung eines schallabsorbierenden Elements von der Befestigungsfläche aus betrachtet wird;
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5 zeigt eine Darstellung, die die Endplatte zeigt, wenn die Endplatte in Draufsicht von der Befestigungsfläche aus betrachtet wird;
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6 zeigt eine Darstellung, die die Endplatte vor der Anbringung eines Injektorblocks zeigt, wenn die Endplatte in Draufsicht von der Außenfläche der Platte aus betrachtet wird; und
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7 zeigt eine vergrößerte schematische Schnittendflächenansicht der Endplatte entlang einer Linie 7-7 in 5.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend Bezug nehmend auf die Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt eine Darstellung, die schematisch den Aufbau eines Fahrzeugs 10 bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Fahrzeug 10 der vorliegenden Erfindung umfasst eine Brennstoffzelle 100, einen ersten Gastank 111 und einen zweiten Gastank 112. Die Brennstoffzelle 100 ist horizontal an der Unterseite eines Unterbaus 11 montiert, der eine Fahrgastzelle 20 unterteilt, d. h. an einem Fahrzeuginnenunterbodenbereich 40 zwischen einem Vorderrad FW und einem Hinterrad RW, wird mit Wasserstoffgas und Sauerstoffgas versorgt und führt dabei eine Strom- bzw. Leistungserzeugung aus. Die erzeugte Leistung wird an einen nicht dargestellten Motor übertragen und als Antriebskraft des Fahrzeugs 10 verwendet.
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Sowohl der erste Gastank 111 als auch der zweite Gastank 112 sind horizontal an einem unteren Abschnitt des Unterbaus 11 montiert, verlaufen in Fahrzeugbreitenrichtung, sind, in einer Fahrzeug-vorne/hinten-Richtung an der Seite des Hinterrades RW bezüglich der Brennstoffzelle 100 montiert und speichern das Wasserstoffgas. Der zweite Gastank 112 ist horizontal derart zwischen gegenüberliegenden Hinterrädern RW montiert, dass er die Fahrzeugwelle der Hinterräder RW nicht behindert. Der erste Gastank 111 ist horizontal derart an einer Position zwischen der Brennstoffzelle 100 und dem zweiten Gastank 112 montiert und mit der Brennstoffzelle 100 über eine erste Wasserstoffzufuhrleitung 121 verbunden. Der erste Gastank 111 und der zweite Gastank 112 sind miteinander über eine zweite Wasserstoffzufuhrleitung 122 verbunden, wobei in der zweiten Wasserstoffzufuhrleitung 122 ein Öffnungs-und-Schließventil 123 angeordnet ist. Die erste Wasserstoffzufuhrleitung 121 und die zweite Wasserstoffzufuhrleitung 122 umfassen das Öffnungs-und-Schließventil 123, um ein Gaszufuhrsystem zu bilden, wobei der Brennstoffzelle 100 Wasserstoffgas von sowohl dem ersten Gastank 111 als auch dem zweiten Gastank 112 vermittels einer durch eine (nicht dargestellte) Steuervorrichtung ausgeführten Antriebssteuerung eines nicht dargestellten Sperrventils zugeführt wird, das an den Tanks und dem Öffnungs-und-Schließventil 123 angebracht ist.
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2 ist eine perspektivische schematische Darstellung, die den schematischen Aufbau der Brennstoffzelle 100 gesehen von der Bodenseite des Fahrzeugs zeigt. Die Brennstoffzelle 100 hat einen stapelförmigen Zellenstapel 102S, der durch Stapeln einer Mehrzahl von Einheitszellen 102, die als Brennstoffzellenzellen fungieren, in Lagen in eine Z-Richtung (nachfolgend auch als „Stapelrichtung” bezeichnet) gebildet wird. Der Zellenstapel 102S ist sandwichartig zwischen einem Paar Endplatten 170F und 170E aufgenommen und an einem unteren Ende der Zellenmitte und an Zelleneckabschnitten mit nicht dargestellten Befestigungsschrauben in Zellenstapelrichtung fixiert. Der mit den Endplatten 170F und 170E zusammengebaute Zellenstapel 102S ist in einem Batteriegehäuse 103 aufgenommen und horizontal im unteren Abschnitt des Unterbaus 11 montiert, wie vorstehend beschrieben.
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Die Brennstoffzelle 100 hat eine Anschlußplatte 160F an der vorderen Endseite zwischen der Endplatte 170F an der vorderen Endseite und dem Zellenstapel 102S durch eine Isolierplatte 165F an der vorderen Endseite. In ähnlicher Weise hat die Brennstoffzelle 100 eine Anschlußplatte 160E an der hinteren Endseite zwischen der Endplatte 170E an der hinteren Endseite und dem Zellenstapel 102S durch eine Isolierplatte 165E an der hinteren Endseite. Der Zellenstapel 102S besteht aus den Einheitszellen 102, den Anschlußplatten 160F und 160E und den Isolierplatten 165F und 165E, die jeweils einen Plattenaufbau haben, der eine im Wesentlichen rechteckige Außenform hat und bei dem die langen Seiten entlang der X-Richtung (horizontale Richtung) angeordnet sind und die kurzen Seiten entlang der Y-Richtung (vertikale Richtung, senkrechte Richtung) angeordnet sind.
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Die Isolierplatte 165F und die Anschlußplatte 160F an der vorderen Endseite haben eine Brenngaszufuhröffnung 172IN und eine Brenngasaustragöffnung 172OT, eine Mehrzahl von Oxidationsgaszufuhröffnungen 174IN und Oxidationsgasaustragöffnungen 174OT sowie eine Mehrzahl von Kühlwasserzufuhröffnungen 176IN und Kühlwasseraustragöffnungen 176OT. Diese Zufuhr- und Austragöffnungen sind mit (nicht dargestellten) Öffnungen verbunden, die an Stellen vorgesehen sind, die den Einheitszellen 102 entsprechend, um Zufuhr- und Austragsammelrohre für die Gase und das Kühlwasser zu bilden. In der Endplatte 170E und der Isolierplatte 165E an der hinteren Endseite sind diese Zufuhr- und Austragöffnungen dagegen nicht vorgesehen. Dies liegt daran, dass die Brennstoffzelle von einer Art ist, bei der, während Reaktionsgase (Brenngas und Oxidationsgas) und Kühlwasser den Einheitszellen 102 durch das Zufuhrsammelrohr von der Endplatte 170F an der vorderen Endseite zugeführt werden, von den Einheitszellen 102 ausgetragene Gase und ausgetragenes Wasser von der Endplatte 170F an der vorderen Endseite durch das Austragsammelrohr nach außen ausgetragen werden. Gleichwohl ist die Brennstoffzelle nicht auf diesen Aufbau beschränkt und es können verschiedene andere Arten wie beispielsweise eine Art, bei welcher die Reaktionsgase und das Kühlwasser von der Endplatte 170F an der vorderen Endseite zugeführt werden und ausgetragene Gase und ausgetragenes Wasser von der Endplatte 170E an der hinteren Endseite außen ausgetragen werden zur Anwendung kommen.
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Die Oxidationsgaszufuhröffnungen 174IN sind im Außenrandbereich des unteren Endes der Endplatte 170F an der vorderen Endseite entlang der X-Richtung (der Längsrichtung) angeordnet, und die Oxidationsgasaustragöffnungen 174OT sind im Außenrandbereich des oberen Endes entlang der X-Richtung angeordnet. Die Brenngaszufuhröffnung 172IN ist im oberen Endabschnitt in Y-Richtung (Richtung der kurzen Seite) des Außenrandbereichs des rechten Endes der Endplatte 170F an der vorderen Endseite angeordnet, und die Brenngasaustragöffnung 172OT ist im unteren Endabschnitt in Y-Richtung des Außenrandbereichs des linken Endes angeordnet. Die Kühlwasserzufuhröffnungen 176IN sind an der unteren Seite (unterhalb) der Oxidationsgaszufuhröffnungen 174IN entlang der Y-Richtung angeordnet, und die Kühlwasseraustragöffnungen 176OT sind an der oberen Seite (oberhalb) der Oxidationsgasaustragöffnungen 174OT entlang der Y-Richtung angeordnet.
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Die Anschlußplatte 160F an der vorderen Endseite und die Anschlußplatte 160E an der hinteren Endseite sind Kollektorplatten der Einheitszellen 102 für die während der Leistungserzeugung erzeugte Leistung und geben die gesammelte Leistung über einen nicht dargestellten Anschluss nach außen ab.
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In der Endplatte 170F der vorliegenden Ausführungsform ist ein Injektorblock 180, der später beschrieben wird, angeordnet, der an der Außenfläche der Platte angebracht ist, und verschiedene Arten von Pfaden bzw. Wegen, durch welche die Gase und das Kühlwasser zwischen der Endplatte 170F und dem Zellenstapel 102S fließen, sind an der hinteren Fläche der Platte auf der Rückseite der Ebene von 2 angeordnet. Diese Pfade umfassen: einen Brenngaszufuhrpfad (nicht dargestellt, wobei dies auch für die anderen Pfade gilt), der das von später beschriebenen Injektoren 180a bis 180c eingedüste Brenngas zur Brenngaszufuhröffnung 172IN des Zellenstapels 102S führt; einen Oxidationsgaszufuhrpfad, der das Oxidationsgas (beispielsweise Luft) zu den Oxidationsgaszufuhröffnungen 174IN führt; einen Oxidationsgasaustragpfad, der überschüssiges Oxidationsgas, das aus den Oxidationsgasaustragöffnungen 174OT ausgetragen wird, aus der Zelle nach außen führt; einen Kühlwasserzufuhrpfad, der das Kühlwasser zu den Kühlwasserzufuhröffnungen 176IN führt, und einen Kühlwasseraustragpfad, der das Kühlwasser, das aus den Kühlwasseraustragöffnungen 176OT ausgetragen wird, aus der Zelle nach außen führt.
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3 zeigt eine perspektivische schematische Darstellung, wenn die Endplatte 170F an der vorderen Endseite der Zelle von einer Pass- bzw. Befestigungsfläche an dem Zellenstapel 102S aus betrachtet wird, 4 zeigt eine perspektivische schematische Darstellung, wenn die Endplatte 170F vor der Anbringung eines schallabsorbierenden Elements 210 von der Befestigungsfläche aus betrachtet wird, 5 zeigt eine Darstellung, die die Endplatte 170F zeigt, wenn die Endplatte 170F in Draufsicht von der Befestigungsfläche aus betrachtet wird, 6 zeigt eine Darstellung, die die Endplatte 170F vor der Anbringung des Injektorblocks 180 zeigt, wenn die Endplatte in Draufsicht von der Außenfläche der Platte aus betrachtet wird, und 7 zeigt eine vergrößerte schematische Schnittendflächenansicht der Endplatte 170F entlang einer Linie 7-7 in 5.
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Wie in den Figuren dargestellt ist, hat die Endplatte 170F an der einen Seite der Pass- bzw. Befestigungsfläche des Zellenstapels 102S eine Endplattenabdeckung 200 und einen Zellenkoppelabschnitt 170Fc, und das schallabsorbierende Element 210 wird angeordnet, indem es an der Endplattenabdeckung 200 angebracht wird. Der Zellenkoppelabschnitt 170Fc hat eine konvexe Form, die der äußeren Form des vorstehend beschriebenen Zellenstapels 102S entspricht, und hat darin die Pfade wie den vorstehend beschriebenen Brenngaszufuhrpfad. Die Endplattenabdeckung 200 ist ein Formteil aus einem Leichtmetall wie Aluminium oder einem wärmebeständigen Harz bzw. Kunststoff, ist an eine Plattenfläche an der Außenseite des Zellenkoppelabschnitts 170Fc angebracht und an einer Stelle angeordnet, die den Injektoren 180a bis 180c des Injektorblocks 180 durch die Endplatte 170F gegenüberliegt. Diese Konfiguration ist schematisch in den 6 und 7 gezeigt, und die Endplattenabdeckung 200 liegt einer Gaseinbringöffnung 181IN gegenüber, die das Gas annimmt, das von den Injektoren 180a bis 180c des Injektorblocks 180 eingedüst wird, und einen Gaseinbringpfad 202 bildet, der von den Einbringöffnungen zum Brenngaszufuhrpfad im Zellenkoppelabschnitt 170Fc der Endplatte 170F reicht. Der Gaseinbringpfad 202 ist in den 4 und 7 als ein erhöhter Pfad in der Abdeckung gezeigt und vereint das von der Gaseinbringöffnung 181IN eingedüste Brenngas, um es zum Brenngaszufuhrpfad des Zellenkoppelabschnitts 170Fc der Endplatte 170F zu führen. Der mit dem Gaseinbringpfad 202 kommunizierende Brenngaszufuhrpfad verläuft derart im Zellenkoppelabschnitt 170Fc, dass er hermetisch mit der Brenngaszufuhröffnung 172IN verbunden ist.
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Die Endplattenabdeckung 200 hat eine schallabsorbierende Sitzfläche 203, die im Wesentlichen parallel zur Plattenfläche an der Außenseite des Zellenkoppelabschnitts 170Fc ist, und umgibt mit einer erhöhten Wand 204 die Sitzfläche 203 in der Ecke auf der Seite des Zellenkoppelabschnitts 170Fc. Die schallabsorbierende Sitzfläche 203 bildet die Wandfläche (Deckenwandfläche) des Gaseinbringpfades 202 (siehe 7), der durch die Endplattenabdeckung 200 gebildet wird, und ist den Weg des Pfades überlappend ausgebildet, genauer gesagt derart, um eine Vereinigungsstelle des eingedüsten Gases im Gaseinbringpfad 202 zu überlappen. Das schallabsorbierende Element 210 ist ein leichtgewichtiges poröses Material wie Urethanschaum, hat einen schalldämpfenden Effekt und haftet an der schallabsorbierenden Sitzfläche 203, an welcher es beispielsweise mit einem doppelseitigen Klebeband befestigt ist. Die erhöhte Wand 204 ragt von der schallabsorbierenden Sitzfläche 203 derart vor, dass es der Eckenform des äußeren Eckabschnitts des schallabsorbierenden Elements 210 entspricht, steht mit der Außenumfangswand des schallabsorbierenden Elements 210, das an der schallabsorbierenden Sitzfläche 203 angebracht ist, in Kontakt und dient als Zentrierungs- bzw. Lokalisierungsabschnitt. Die Endplattenabdeckung 200 hat auch eine konvexe Säule 205 an der schallabsorbierenden Sitzfläche 203. Die konvexe Säule 205 ragt von der schallabsorbierenden Sitzfläche 203 vor und ist in eine Öffnung 211 eingesetzt bzw. eingefügt, die im schallabsorbierenden Element 210 ausgebildet ist. Wie in 7 gezeigt ist, wird das schallabsorbierende Element 210 in einem Zustand, bei dem die konvexe Säule 205 in die Öffnung 211 eingefügt ist, durch eine Beilagscheibe W mit einer Blechschraube TS an die schallabsorbierende Sitzfläche 203 gedrückt und daran lückenlos befestigt.
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Die Brennstoffzelle 100 der vorliegenden Ausführungsform hat die Endplatte 170F, die an der Seite an einem Ende des Zellenstapels 102S mit dem Stapelaufbau, in dem eine Mehrzahl von Einheitszellen 102, die als Leistungserzeugungseinheiten dienen, in Lagen gestapelt sind, und der horizontal im Fahrzeuginnenunterbodenbereich 40 im unteren Abschnitt des Unterbaus 11, der die Fahrgastzelle 20 teilt montiert ist. Die Brennstoffzelle 100 der vorliegenden Ausführungsform, die wie vorstehend beschrieben am Fahrzeug 10 montiert ist, hat in der Endplatte 170F die Endplattenabdeckung 200, an der das schallabsorbierende Element 210 angebracht ist, und den Injektorblock 180, und das schallabsorbierende Element 210 ist an einer Stelle angeordnet, die den Injektoren 180a bis 180c des Injektorblocks 180 durch die Endplatte 170F über die Endplattenabdeckung 200 gegenüberliegt. Dabei ist bei der Brennstoffzelle 100 der vorliegenden Ausführungsform das schallabsorbierende Element 210 den Gaseinbringpfad 202 der Endplattenabdeckung 200, der das von den Injektoren 180a bis 180c eingedüste Gas vereint, um es zum Brenngaszufuhrpfad im Zellenkoppelabschnitt 170Fc zu führen, überlappend angeordnet. Selbst wenn somit Vibrationen in den Injektoren oder der Endplatte 170F, an welcher die Injektoren angebracht sind, erzeugt werden, wenn Gas von den Injektoren 180a bis 180c eingedüst wird, ist es mit der Brennstoffzelle 100 der vorliegenden Ausführungsform möglich, Geräusche, die durch die Vibrationen erzeugt werden, mit dem schallabsorbierenden Element 210, das den Gaseinbringpfad 202 des eingedüsten Gases überlappt, zu verringern oder zu absorbieren. Zudem ist das schallabsorbierende Element 210, das zu einer Verringerung der Geräusche beiträgt, an der konvexen Säule 205 nur in dem Zustand befestigt, in welchem die konvexe Säule 205, die von der schallabsorbierenden Sitzfläche 203 der Endplattenabdeckung 200 vorragt, in die Öffnung 211 des schallabsorbierenden Elements 210 eingesetzt bzw. eingefügt ist. Mit der Brennstoffzelle 100 der vorliegenden Ausführungsform ist es somit möglich, das schallabsorbierende Element 210 leicht an der Endplatte 170F anzuordnen, die Befestigungsstruktur zu vereinfachen, den Raum hierfür zu verringern und durch die Vereinfachung des Aufbaus die Kosten zu senken. Da bei der Brennstoffzelle 100 der vorliegenden Ausführungsform die existierende Endplatte, an welcher der Injektorblock 180 angebracht ist, einfach durch die Endplatte 170F ersetzt wird, an welcher das schallabsorbierende Element 210 angebracht ist, ist es möglich, die Herstellungskosten für die Brennstoffzelle 100 zu senken und dadurch die Herstellungskosten für das Fahrzeug 10 zu verringern.
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Bei der Brennstoffzelle 100 der vorliegenden Ausführungsform ragt, wenn das schallabsorbierende Element 210 an der Endplattenabdeckung 200 der Endplatte 170F, insbesondere an der schallabsorbierenden Sitzfläche 203, angebracht ist, die erhöhte Wand 204 derart vor, dass sie der äußeren Form des schallabsorbierenden Elements 210 entspricht, so dass die erhöhte Wand 204 mit der Außenumfangswand des schallabsorbierenden Elements 210 in Kontakt gebracht wird. Somit ist es mit der Brennstoffzelle 100 der vorliegenden Ausführungsform möglich, da das schallabsorbierende Element 210, das an der schallabsorbierenden Sitzfläche 203 angebracht ist, an der erhöhten Wand 204 als lokalisierendes Element platziert ist, zu verhindern, dass sich das schallabsorbierende Element 210 während des Leistungserzeugungsvorgangs bzw. -betriebs der Brennstoffzelle 100 zufällig bewegt, so dass der geräuschverringernde Effekt aufrechterhalten werden kann.
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Bei der Brennstoffzelle 100 der vorliegenden Ausführungsform wird das an der schallabsorbierenden Sitzfläche 203 der Endplattenabdeckung 200 angebrachte schallabsorbierende Element 210 an der von der schallabsorbierenden Sitzfläche 203 vorstehenden konvexen Säule 205 mit der Blechschraube TS und der Beilagscheibe W befestigt, so dass es von der Oberseite des konvexen Abschnitts festgeschraubt werden kann. Somit ist es bei der Brennstoffzelle 100 der vorliegenden Ausführungsform möglich, das schallabsorbierende Element 210 leicht an der schallabsorbierenden Sitzfläche 203 zu befestigen und es einfach auszutauschen.
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Bei der Brennstoffzelle 100 der vorliegenden Ausführungsform ist der Gaseinbringpfad 202, der das von den Injektoren 180a bis 180c eingedüste Gas vereint und dieses zum Brenngaszufuhrpfad im Zellenkoppelabschnitt 170Fc führt, in der Endplattenabdeckung 200 ausgebildet, und das schallabsorbierende Element 210 ist an der schallabsorbierenden Sitzfläche 203 angebracht, die den Gaseinbringpfad 202 bildet. Daher kann bei der Brennstoffzelle 100 der vorliegenden Ausführungsform das schallabsorbierende Element 210 vorab an der Endplattenabdeckung 200 angebracht werden, und da die Endplattenabdeckung 200, an welcher das schallabsorbierende Element angebracht ist, nur an der Endplatte 170F befestigt wird, kann eine Vereinfachung erreicht werden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt sondern kann auf verschiedene Art und Weise realisiert werden, ohne von der Idee der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können die technischen Merkmale der Ausführungsform, welche den technischen Merkmalen eines jeden der in der Kurzfassung der Erfindung beschriebenen Aspekte entsprechen, in geeigneter Weise ersetzt oder kombiniert werden, um einen Teil oder alle der vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen, oder um einen Teil oder alle der vorstehend beschriebenen vorteilhaften Effekte zu erzielen. Wenn technische Merkmale nicht als notwendige Merkmale beschrieben sind, ist es möglich, diese in geeigneter Weise wegzulassen.
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Obgleich bei der Brennstoffzelle 100 der vorstehend beschriebenen Ausführungsform das schallabsorbierende Element 210 an der Endplatte 170F durch die Endplattenabdeckung 200 angebracht wird, kann, solange die Endplatte 170F selbst den Gaseinbringpfad 202 der Endplattenabdeckung 200 bildet, das schallabsorbierende Element 210 auch direkt an der Endplatte 170F angebracht werden. In diesem Fall ist es möglich, die Zahl der Bauteile zu verringern, während Geräusche verringert oder entfernt werden können. Die konvexe Säule 205 braucht nicht an der schallabsorbierenden Sitzfläche 203 der Endplattenabdeckung 200 vorgesehen werden und das schallabsorbierende Element 210 braucht in diesem Fall keine Öffnung 211 aufweisen. In diesem Fall ist es möglich, die Herstellungskosten für die Endplattenabdeckung 200 und das schallabsorbierende Element 210 sowie die Verarbeitungskosten zu verringern, während Geräusche verringert oder entfernt werden können.
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Obgleich bei der Brennstoffzelle 100 der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die konvexe Säule 205 in die Öffnung 211 eingefügt bzw. eingesetzt wird, und das schallabsorbierende Element 210 mit einer Blechschraube TS befestigt wird, kann anstelle der Öffnung 211 eine Ausnehmung mit einem Boden in dem schallabsorbierenden Element 210 vorgesehen sein, und in dem Zustand, in dem die konvexe Säule 205 in die Ausnehmung mit dem Boden eingefügt wird, kann das schallabsorbierende Element 210 zusammen mit dem Boden der Ausnehmung mit der Blechschraube TS befestigt werden.
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Obgleich bei der Brennstoffzelle 100 der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die erhöhte Wand 204 als Zentrierungs- bzw. Lokalisierungsabschnitt genutzt wird, kann anstelle dieser Konfiguration in dem Abschnitt, an dem das schallabsorbierende Element angebracht wird, der Zentrierungs- bzw. Lokalisierungsabschnitt in Form eines Vorsprungs oder in einer konvexen Gestalt ausgebildet werden, der mit der Umfangswand des schallabsorbierenden Elements in Wechselwirkung tritt. Obgleich bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die konvexe Säule 205 als Befestigungsabschnitt für das schallabsorbierende Element 210 dient, kann diese auch als Zentrierungs- bzw. Lokalisierungsabschnitt für das schallabsorbierende Element 210 dienen.
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 11. November 2013 eingereichten japanischen Patentanmeldung
JP 2013-233204 mit dem Titel „Brennstoffzelle”, deren Offenbarungsgehalt hierin vollständig durch Bezugnahme aufgenommen ist.
