JP2010212011A - 燃料電池スタック用ケース - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池スタックの収納ケースが変形するような場合であっても、収納ケース内の圧抜きを好適に行う。
【解決手段】収納ケース２０は、燃料電池スタックＦＣを収納する筐体３０と、筐体３０の内部の圧力を逃がすための圧抜部４０と、圧抜部４０が設けられた面において、圧抜部４０の周辺部に設けられ、筐体３０の外部側に突出した閉塞抑制棒５０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池スタックを収納する燃料電池スタック用ケースに関する。

燃料電池スタックが車両等の移動体に搭載される場合、通常、燃料電池スタックは、その保護の観点から、専用のケースに収納される。かかる収納ケースでは、万一、車両の衝突事故などにより、燃料電池スタックが異常発熱した場合であっても、収納ケース内部の圧力が過剰に高まって収納ケースが破裂しないように、圧抜き穴が設けられることがある。

しかしながら、収納ケースの内部の圧力が急激に高まって収納ケースが変形すると、収納ケース表面に設けられた圧抜き穴が、収納ケースの周辺の部材に配置される部材、例えば、車両のボディ等と当接して圧抜き穴が閉塞してしまい、圧抜きが適正に行われない可能性があった。かかる問題は、移動体に搭載される燃料電池スタックに限らず、ケースに収納される燃料電池スタックに共通する問題であった。

特開平５−７７６４８号公報

上述の問題の少なくとも一部を考慮し、本発明が解決しようとする課題は、燃料電池スタックの収納ケースが変形するような場合であっても、収納ケース内部の圧抜きを好適に行うことである。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］燃料電池スタックを収納する燃料電池スタック用ケースであって、前記燃料電池スタックを収納する筐体と、前記筐体の表面に設けられ、該筐体の内部と外部とを通気可能にして、前記筐体の内部の圧抜きを行う圧抜部と、前記筐体の内部の圧力が高まることにより該筐体が変形した際に、前記圧抜部が、前記燃料電池スタック用ケースの周辺に配置される部材と当接することによる該圧抜部の閉塞を抑制する閉塞抑制部とを備えた燃料電池スタック用ケース。

かかる構成の燃料電池スタック用ケースは、燃料電池スタックを収納する筐体の内部の圧力が高まって筐体が変形しても、閉塞抑制部によって圧抜部の閉塞を抑制することができる。

第１実施例としての収納ケース２０の概略構成を示す説明図である。 比較例としての収納ケース２０の概略構成と、その構成に起因する圧抜部４０の閉塞の状況を示す説明図である。 第２実施例としての収納ケース２０の概略構成を示す説明図である。 第３実施例としての収納ケース２０の概略構成を示す説明図である。 第４実施例としての収納ケース２０の概略構成を示す説明図である。

本発明の実施例について説明する。
Ａ．第１実施例：
本発明の実施例としての収納ケース２０の概略構成について図１を用いて説明する。収納ケース２０は、車両ＶＥに搭載する燃料電池スタックＦＣを収納するためのケースである。燃料電池スタックＦＣは、本実施例においては、固体高分子形燃料電池であるが、ダイレクトメタノール形燃料電池、リン酸形燃料電池など、他の形式であってもよい。

図１（ａ）は、車両ＶＥに搭載された収納ケース２０の設置状況を示す断面図である。図示するように、燃料電池スタックＦＣを収納した収納ケース２０は、車両ＶＥのフロアパネルＦＰ下に、支持部材（図示せず）によって固定されている。フロアパネルＦＰと収納ケース２０との間には、所定のクリアランスが確保されている。このように、クリアランスを設ける理由については後述する。

収納ケース２０は、図１（ａ）に示すように、筐体３０と圧抜部４０と閉塞抑制棒５０とを備えている。筐体３０は、燃料電池スタックＦＣを収納する筐体であり、圧抜部４０を除いて、収納される燃料電池スタックＦＣが外部から密封されるシール構造となっている。筐体３０は、本実施例においては、鉄からなるが、その材質は特に限定するものではなく、ステンレス、アルミニウムなどの他の金属や強化プラスチックなどの樹脂などであってもよい。

圧抜部４０は、車両ＶＥの衝突事故等により、万一、燃料電池スタックＦＣが異常発熱した場合に、筐体３０の内部の圧力が過剰に高まって筐体３０が破裂してしまわないように、筐体３０の内部の圧力を逃がすための圧抜き穴である。上述したフロアパネルＦＰと収納ケース２０との間のクリアランスは、かかる圧抜きを好適に行うための機能を果たす。本実施例では、圧抜部４０は、筐体３０の上部側表面に設けられており、多孔質の金属部材で形成されている。なお、圧抜部４０の材質や形状は、特に限定するものではなく、例えば、板状の金属や樹脂に貫通穴が設けられていてもよいし、筐体３０内部での水素の滞留を防ぐ水素透過膜などであってもよい。ただし、圧抜部４０は、速やかな圧抜きを行うために、円滑に空気を透過できる形状及び材質を選択することが望ましい。

閉塞抑制棒５０は、圧抜部４０が設けられた筐体３０の上面において、圧抜部４０の周辺部に設けられ、筐体３０の外部側に突出した部材である。本実施例では、閉塞抑制棒５０は、図１（ａ）に示すように、筐体３０の上部でフロアパネルＦＰと当接するように設けられているが、必ずしも当接しなくてもよい。また、閉塞抑制棒５０の設置状況について、筐体３０の上面視図を図１（ｂ）に示す。図示するように、本実施例の閉塞抑制棒５０は、略矩形の圧抜部４０の４隅に設けられている。なお、閉塞抑制棒５０は、本実施例においては、ステンレスからなる丸型の棒状部材であるが、材質、形状、個数、位置などは、特に限定するものではなく、筐体３０の内部の圧力が急激に高まることにより、筐体３０の上面が上方向に膨張した場合に、圧抜部４０がその上方のフロアパネルＦＰと当接しないように、閉塞抑制棒５０が筐体３０の上面を支持できる程度の強度を有し、圧抜部４０の圧抜き機能を確保できるものであればよい。なお、閉塞抑制棒５０は、請求項の閉塞抑制部に該当する。

ここで、比較例としての収納ケース２０の形状を図２（ａ）に示す。図１に示した実施例と異なる点は、収納ケース２０が閉塞抑制棒５０を備えていない点である。かかる比較例としての収納ケース２０において、筐体３０の内部の圧力が急激に高まると、図２（ｂ）に示すように、筐体３０が膨張・変形して、圧抜部４０がフロアパネルＦＰと当接することによって閉塞する恐れがある。このような状況になると、圧抜部４０は、以後、適正に圧抜きを行うことができなくなる。

一方、上述した本実施例の収納ケース２０は、圧抜部４０が設けられた筐体３０の上面に閉塞抑制棒５０を備えている。したがって、筐体３０が膨張・変形しても、閉塞抑制棒５０が筐体３０とフロアパネルＦＰとの間のクリアランスを確保するので、圧抜部４０がフロアパネルＦＰと当接して閉塞することを抑制することができる。

Ｂ．第２実施例：
第２実施例としての収納ケース２０について図３を用いて説明する。第１実施例と同様の構成については、図１と同一の符号を付して説明を省略し、以下、第１実施例と異なる点について説明する。第２実施例としての収納ケース２０は、圧抜部４０及び閉塞抑制棒５０の位置が第１実施例と異なる。具体的には、圧抜部４０及び閉塞抑制棒５０は、第１実施例においては、筐体３０の上面に設けられたが、第２実施例では、図３に示すように、筐体３０の対向する２つの側面に設けられている。このように、圧抜部４０と閉塞抑制棒５０とが筐体３０の同一面上に設けられれば、圧抜部４０が筐体３０のいずれの面に設けられるかにかかわらず、第１実施例と同様の効果を奏することができる。

Ｃ．第３実施例：
第３実施例としての収納ケース２０について図４を用いて説明する。第１実施例と同様の構成については、図１と同一の符号を付して詳細な説明を省略し、第１実施例と異なる点について説明する。第３実施例としての収納ケース２０は、圧抜部４０の閉塞を抑制するための構成が第１実施例とは異なる。具体的には、図４に示すように、収納ケース２０は、第１実施例で示した閉塞抑制棒５０は備えていない。また、収納ケース２０は、筐体３０の一部の面が切り欠かれた２つの切欠部６０を備えている。各々の切欠部６０の切欠面は、切欠部６０に対向するフロアパネルＦＰのいずれの面とも平行にならないように形成されている。そして、各々の切欠部６０に圧抜部４０が設けられている。切欠部６０は、請求項の閉塞抑制部に該当する。

かかる構成の収納ケース２０は、切欠部６０がフロアパネルＦＰとは平行とならない角度で設けられているので、筐体３０が膨張・変形しても、切欠部６０に設けられた圧抜部４０は、フロアパネルＦＰと当接しにくくなるので、圧抜部４０がフロアパネルＦＰと当接して閉塞することを抑制することができる。

Ｄ．第４実施例：
第４実施例としての収納ケース２０について図５を用いて説明する。第１実施例と同様の構成については、図１と同一の符号を付して詳細な説明を省略し、第１実施例と異なる点について説明する。第４実施例としての収納ケース２０は、圧抜部４０の閉塞を抑制するための構成が第１実施例とは異なる。具体的には、図５に示すように、収納ケース２０は、第１実施例で示した閉塞抑制棒５０を備えていない代わりに、補強部材７０を備えている。本実施例では、補強部材７０は、圧抜部４０が設けられた筐体３０の上面と、筐体３０の側面とが交わる部分の周辺部である角部の全体に亘って形成されている。本実施例では、補強部材７０は、ステンレスであるが、筐体３０よりも強度が高い材質であればよい。補強部材７０は、請求項の閉塞抑制部に該当する。

かかる構成の収納ケース２０は、筐体３０の内部の圧力が急激に高まっても、圧抜部４０が設けられた筐体３０の面が、他の部分よりも強度の高い補強部材７０によって、他の面よりも膨張しにくくなるので、筐体３０が膨張・変形しても、圧抜部４０がフロアパネルＦＰと当接して閉塞することを抑制することができる。

なお、補強部材７０の設置箇所は、上述の例に限られるものではなく、圧抜部４０が設けられた筐体３０の面が、他の面よりも膨張・変形しにくいように設置すればよい。例えば、補強部材７０は、筐体３０の上面の４角にのみ設けてもよいし、圧抜部４０を除く筐体３０の上面を全て補強部材７０で形成してもよい。

Ｅ．変形例：
上述の実施形態においては、筐体３０に複数の圧抜部４０が設けられる場合には、全ての圧抜部４０の閉塞を抑制する構成としたが、複数の圧抜部４０のうちの一部のついてのみ、上述の構成を適用してもよい。

また、上述の実施形態においては、収納ケース２０を車両ＶＥのフロアパネルＦＰ下に設置する構成について示したが、収納ケース２０の設置箇所は特に限定するものではなく、例えば、従来のガソリンエンジンを動力源とする車両のエンジンルームに相当する空間（本願においては、便宜上、エンコパという）、センタートンネル、トランクなどであってもよい。いずれの箇所に設置された場合であっても、圧抜部４０が車両ＶＥの部材と当接して閉塞することを抑制できるように、収納ケース２０の設置箇所や設置方向に応じて、圧抜部４０と、閉塞抑制棒５０または切欠部６０または補強部材７０との位置を決定すればよい。あるいは、収納ケース２０に設けられた圧抜部４０と、閉塞抑制棒５０または切欠部６０または補強部材７０との位置から、収納ケース２０の設置箇所や設置方向を決定してもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を脱しない範囲において、種々なる態様で実施できることは勿論である。例えば、本発明は、上述した車両ＶＥに搭載する燃料電池スタックの収容ケースに限らず、種々の装置に搭載される燃料電池スタックや、他の部材と近接して設置される燃料電池スタックの収容ケースとしても実現可能である。

２０…収納ケース
３０…筐体
４０…圧抜部
５０…閉塞抑制棒
６０…切欠部
７０…補強部材
ＦＣ…燃料電池スタック
ＶＥ…車両
ＦＰ…フロアパネル

Claims (1)

1. 燃料電池スタックを収納する燃料電池スタック用ケースであって、
   前記燃料電池スタックを収納する筐体と、
   前記筐体の表面に設けられ、該筐体の内部と外部とを通気可能にして、前記筐体の内部の圧抜きを行う圧抜部と、
   前記筐体の内部の圧力が高まることにより該筐体が変形した際に、前記圧抜部が、前記燃料電池スタック用ケースの周辺に配置される部材と当接することによる該圧抜部の閉塞を抑制する閉塞抑制部と
   を備えた燃料電池スタック用ケース。

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