JP2010272458A - Electric connection structure of fuel cell system, and fuel cell system using this - Google Patents

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広志 有澤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric connection structure of a fuel cell system for facilitating electric connection work between both terminals even in the case an output side terminal of the fuel cell and an input side terminal of a voltage converter are arranged nearby and position error is caused between both the terminals. <P>SOLUTION: The electric connection structure 10 of a fuel cell system includes a fuel cell 12 which generates power by receiving supply of a reaction gas, and a DC/DC converter 76 which converts the output voltage of the fuel cell 12, and includes an output side terminal 13 which extends from the fuel cell 12, an input side terminal 77 which extends from the DC/DC converter 76, and a braided flexible bus bar 16 which electrically connects between the output side terminal 13 and the input side terminal 77. The output side terminal 13 of the fuel cell 12 and the input side terminal 77 of the DC/DC converter 76 are arranged in a position relation in which they are separated in vertical direction but overlapping portions exist when viewed only in the extension direction of the terminals. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池システムの電気接続構造およびこれを用いた燃料電池システムに係り、特に、燃料電池と燃料電池の出力電圧を変換する電圧変換器との電気接続構造およびそれを用いた燃料電池システムに関する。   The present invention relates to an electric connection structure of a fuel cell system and a fuel cell system using the same, and more particularly to an electric connection structure of a fuel cell and a voltage converter for converting an output voltage of the fuel cell and a fuel cell using the same. About the system.

従来、燃料である水素および酸化ガスである空気中の酸素が反応ガスとして供給されて電気化学反応により発電する燃料電池が知られている。燃料電池は、地球温暖化の一因とされる二酸化炭素を排出しないクリーンな発電装置であり、モータを動力源とする電動車両の電源装置として期待されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a fuel cell is known in which hydrogen, which is a fuel, and oxygen in the air, which is an oxidizing gas, is supplied as a reaction gas and generates power through an electrochemical reaction. A fuel cell is a clean power generation device that does not emit carbon dioxide, which is a cause of global warming, and is expected as a power supply device for an electric vehicle using a motor as a power source.

燃料電池を車載電源として用いる場合、燃料電池から出力される直流電圧をDC/DCコンバータで昇圧し、昇圧後の直流電圧をインバータで交流電圧に変換し、この交流電圧をモータに印加して駆動することにより走行用駆動力を得る一方、回生制動時にモータから出力される回生電力を蓄電装置に充電することが考えられる。   When a fuel cell is used as an in-vehicle power source, the DC voltage output from the fuel cell is boosted by a DC / DC converter, the boosted DC voltage is converted to an AC voltage by an inverter, and this AC voltage is applied to the motor for driving. Thus, it is conceivable to obtain the driving force for traveling while charging the power storage device with regenerative power output from the motor during regenerative braking.

例えば、特許文献1には、車両に搭載された推進用のモータ(16)と、モータ(16)に対して並列に接続された燃料電池(11)および蓄電装置(13)と、燃料電池(11)とモータ(16)との間に配置された第1DC/DCコンバータ(12)と、蓄電装置(13)とモータ(16)の間に配置された第2DC/DCコンバータ(14)と、第1DC/DCコンバータ(12)の入力電流を検出する第2電流センサ(35)と、第2DC/DCコンバータ(14)の出力電圧を検出するシステム電圧センサ(31)と、第2電流センサ(35)で検出した電流値が目標電流となるように第1DC/DCコンバータ(12)をフィードバック制御し、システム電圧センサ(31)で検出した電圧値が目標電圧となるようにフィードバック制御する制御装置(22)とを備える、燃料電池車両の電源システムが開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a propulsion motor (16) mounted on a vehicle, a fuel cell (11) and a power storage device (13) connected in parallel to the motor (16), and a fuel cell ( 11) and a first DC / DC converter (12) disposed between the motor (16), a second DC / DC converter (14) disposed between the power storage device (13) and the motor (16), A second current sensor (35) for detecting an input current of the first DC / DC converter (12), a system voltage sensor (31) for detecting an output voltage of the second DC / DC converter (14), and a second current sensor ( 35) feedback control of the first DC / DC converter (12) so that the current value detected in 35) becomes the target current, and the feedback is performed so that the voltage value detected by the system voltage sensor (31) becomes the target voltage. Comprises a control device for click control and (22), the power supply system of a fuel cell vehicle is disclosed.

特開2007−318938号公報JP 2007-318938 A

上記特許文献1に開示されるように燃料電池から供給される直流電圧をDC/DCコンバータで昇圧してモータの駆動電圧として用いる構成において、燃料電池、燃料に反応ガスを供給する反応ガス供給系、DC/DCコンバータやモータ等の電力系を車両に搭載する際の車載スペース(例えばエンジンコンパートメント内)が限られていることから、燃料電池とコンバータとが近接して配置されて、燃料電池の出力側端子とDC/DCコンバータの入力側端子とが近接した位置関係で設けられることがある。   In a configuration in which a DC voltage supplied from a fuel cell is boosted by a DC / DC converter and used as a driving voltage of a motor as disclosed in Patent Document 1, the fuel cell and a reaction gas supply system for supplying a reaction gas to the fuel Since a vehicle-mounted space (for example, in the engine compartment) when a power system such as a DC / DC converter or a motor is mounted on a vehicle is limited, the fuel cell and the converter are disposed close to each other. The output side terminal and the input side terminal of the DC / DC converter may be provided in a close positional relationship.

燃料電池の出力側端子とDC/DCコンバータの入力側端子とを電気的に接続するには、電力用配線を用いるのが好適である。電力用配線は、一般に、エナメル等により絶縁被覆された太い銅線の両端にリング状をなす金属製の端子片が接続されて構成される。   In order to electrically connect the output side terminal of the fuel cell and the input side terminal of the DC / DC converter, it is preferable to use power wiring. In general, power wiring is configured by connecting ring-shaped metal terminal pieces to both ends of a thick copper wire that is insulated and coated with enamel or the like.

燃料電池およびDC/DCコンバータが車体の一部をなすフレームに固定されたとき、燃料電池およびDC/DCコンバータの製造誤差やフレームの撓み等に起因して燃料電池の出力側入力とDC/DCコンバータの入力側端子との間に距離や向きに関する誤差(以下、「位置誤差」という)が生じることがある。この場合、両者間を接続する電力用配線でその位置誤差を吸収させるために電力用配線を曲げたりねじったりしながら接続作業を行わなければならないが、上記のように太い銅線を含む電力用配線は剛性が大きいために曲げたりするのに相当程度の力を要するため、両端子間の電気接続作業が困難なものになるという問題がある。   When the fuel cell and the DC / DC converter are fixed to a frame forming a part of the vehicle body, the fuel cell output side input and the DC / DC are caused by manufacturing errors of the fuel cell and the DC / DC converter, bending of the frame, and the like. An error (hereinafter referred to as “position error”) may occur between the input side terminal of the converter and a distance and an orientation. In this case, connection work must be performed while bending or twisting the power wiring in order to absorb the position error with the power wiring connecting between the two. Since the wiring is so rigid that it requires a considerable amount of force to bend, there is a problem that the electrical connection work between both terminals becomes difficult.

特に、燃料電池とDC/DCコンバータとが近接配置されていて作業空間として使える両者間のスペースが狭く、且つ、燃料電池の出力側端子とDC/DCコンバータの入力側端子とが近接した位置関係にあって比較的短い電力用配線を用いる場合には、この問題が顕著になる。   In particular, the positional relationship between the fuel cell and the DC / DC converter is close, the space between them can be used as a work space, and the output side terminal of the fuel cell and the input side terminal of the DC / DC converter are close to each other. In this case, this problem becomes significant when a relatively short power wiring is used.

本発明の目的は、燃料電池の出力側端子と電圧変換装置の入力側端子とが近接して配置され且つ両端子間に位置誤差が生じた場合にも、両端子間の電気接続作業を容易なものにできる燃料電池システムの電気接続構造(以下、適宜に「電気接続構造」とだけいう)およびこれを用いた燃料電池システムを提供することにある。   The object of the present invention is to facilitate the electrical connection work between both terminals even when the output side terminal of the fuel cell and the input side terminal of the voltage conversion device are arranged close to each other and a positional error occurs between the both terminals. An object of the present invention is to provide an electric connection structure of a fuel cell system (hereinafter, simply referred to as “electric connection structure” where appropriate) and a fuel cell system using the same.

本発明に係る燃料電池システムの電気接続構造は、反応ガスの供給を受けて発電する燃料電池と、この燃料電池の出力電圧を変換する電圧変換装置とを備える燃料電池システムの電気接続構造であって、燃料電池から延出する出力側端子と、電圧変換装置から延出する入力側端子と、前記出力側端子および前記入力側端子間を電気接続する編組フレキシブルバスバーとを含み、前記燃料電池の出力側端子と前記電圧変換装置の入力側端子とは、互いに離間するが端子延出方向に関してだけ見れば重なる部分が存在する位置関係に配置されている。   An electrical connection structure of a fuel cell system according to the present invention is an electrical connection structure of a fuel cell system that includes a fuel cell that generates power upon supply of a reaction gas, and a voltage converter that converts an output voltage of the fuel cell. An output side terminal extending from the fuel cell, an input side terminal extending from the voltage converter, and a braided flexible bus bar that electrically connects the output side terminal and the input side terminal. The output side terminal and the input side terminal of the voltage converter are arranged in a positional relationship where they are separated from each other but overlap when viewed only in the terminal extending direction.

本発明の燃料電池システムの電気接続構造において、燃料電池と電圧変換装置とは横方向に近接して配置されており、燃料電池の電圧変換装置に対向する側端面に突設された出力側端子と、電圧変換装置の燃料電池に対向する側端面に突設された入力側端子とが相対する方向に延出して形成されていてもよい。   In the electrical connection structure of the fuel cell system according to the present invention, the fuel cell and the voltage conversion device are arranged close to each other in the lateral direction, and an output side terminal projecting from a side end surface facing the voltage conversion device of the fuel cell And an input-side terminal projecting from a side end surface facing the fuel cell of the voltage conversion device may be formed to extend in a facing direction.

また、本発明の燃料電池システムの電気接続構造において、燃料電池と電圧変換装置とは上下方向に近接して配置されており、燃料電池の側端面に突設された出力側端子と、燃料電池の側端面と同方向の電圧変換装置の側端面に突設された入力側端子とが、同じ方向に延出して形成されていてもよい。   Further, in the electrical connection structure of the fuel cell system of the present invention, the fuel cell and the voltage conversion device are disposed close to each other in the vertical direction, an output side terminal projecting from the side end surface of the fuel cell, and the fuel cell The input side terminal protruding from the side end face of the voltage converter in the same direction as the side end face may be formed extending in the same direction.

また、本発明の燃料電池システムの電気接続構造において、燃料電池の出力側端子と電圧変換装置の入力側端子と編組フレキシブルバスバーとは、絶縁性および防水性のカバー部材により覆われているのが好ましい。この場合、カバー部材の内面には導電層が形成されていてもよい。   Further, in the electrical connection structure of the fuel cell system of the present invention, the output side terminal of the fuel cell, the input side terminal of the voltage converter, and the braided flexible bus bar are covered with an insulating and waterproof cover member. preferable. In this case, a conductive layer may be formed on the inner surface of the cover member.

また、本発明の燃料電池システムの電気接続構造において、前記電圧変換装置は、燃料電池から出力される直流電圧を昇圧可能なDC/DCコンバータ、または、燃料電池から出力される直流電圧を交流電圧に変換可能なインバータであってよい。   Further, in the electrical connection structure of the fuel cell system of the present invention, the voltage converter is a DC / DC converter capable of boosting a DC voltage output from the fuel cell, or a DC voltage output from the fuel cell is an AC voltage. It may be an inverter that can be converted into

さらに、本発明に係る燃料電池システムは、上記いずれかの構成を有する燃料電池の電機接続構造によって接続される燃料電池および電気変換装置と、前記電気変換装置に接続されて電力供給される負荷と、前記負荷に対して充放電可能に前記燃料電池と並列接続される蓄電装置と、を備える。   Furthermore, the fuel cell system according to the present invention includes a fuel cell and an electrical converter connected by the electrical connection structure of the fuel cell having any one of the above configurations, and a load connected to the electrical converter and supplied with power. And a power storage device connected in parallel to the fuel cell so as to be able to be charged and discharged with respect to the load.

本発明に係る燃料電池システムの電気接続構造およびこれを用いた燃料電池システムによれば、端子延出方向に関してだけ見れば重なる部分が存在する位置関係で互いに離間して配置されている燃料電池の出力側端子と電圧変換装置の入力側端子とを編組フレキシブルバスバーで電気的に接続している。編組フレキシブルバスバーは曲げやねじりに対する柔軟性に優れているため、上記のような位置関係で離間して配置された出力側端子および入力側端子間に位置誤差が生じた場合でも、その位置誤差を簡単に吸収して両端子間の電気接続作業を容易に行うことができる。   According to the electrical connection structure of the fuel cell system and the fuel cell system using the same according to the present invention, the fuel cell system disposed apart from each other in a positional relationship in which overlapping portions exist only when viewed in the terminal extending direction. The output side terminal and the input side terminal of the voltage converter are electrically connected by a braided flexible bus bar. Since the braided flexible bus bar has excellent flexibility against bending and twisting, even if a positional error occurs between the output side terminal and the input side terminal that are spaced apart from each other as described above, the positional error is reduced. It can be easily absorbed and electrical connection work between both terminals can be easily performed.

図1は、本発明の一実施形態の電気接続構造を適用した燃料電池システムの概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a fuel cell system to which an electrical connection structure according to an embodiment of the present invention is applied. 図2は、本発明の一実施形態の電気接続構造を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an electrical connection structure according to an embodiment of the present invention. 図3は、図2に示す電気接続構造の側面図である。FIG. 3 is a side view of the electrical connection structure shown in FIG. 図4は、図2に示す電気接続構造の平面図である。4 is a plan view of the electrical connection structure shown in FIG. 図5は、電気接続構造に含まれる編組フレキシブルバスバーと防水ブーツとを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a braided flexible bus bar and waterproof boots included in the electrical connection structure. 図6は、防水ブーツの内面に導電層が形成された例を示す図5と同様の図である。FIG. 6 is a view similar to FIG. 5 showing an example in which a conductive layer is formed on the inner surface of the waterproof boot. 図7は、編組フレキシブルバスバーを約90度に曲げた状態を示す図である。FIG. 7 is a view showing a state in which the braided flexible bus bar is bent at about 90 degrees. 図8は、編組フレキシブルバスバーを図7に示す状態から更に所定角度ひねった状態を示す図である。FIG. 8 is a view showing a state in which the braided flexible bus bar is further twisted by a predetermined angle from the state shown in FIG. 図9は、燃料電池とDC/DCコンバータを上下方向に配置したときの電気接続構造を示す側面図である。FIG. 9 is a side view showing the electrical connection structure when the fuel cell and the DC / DC converter are arranged in the vertical direction.

以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。   Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In this description, specific shapes, materials, numerical values, directions, and the like are examples for facilitating the understanding of the present invention, and can be appropriately changed according to the application, purpose, specification, and the like.

図1は、本発明の一実施形態である燃料電池システムの電気接続構造10を適用した燃料電池システム1が燃料電池車両の車載電源システムとして用いられている例を示すシステム全体の概略構成図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an entire system showing an example in which a fuel cell system 1 to which an electrical connection structure 10 of a fuel cell system according to an embodiment of the present invention is applied is used as an in-vehicle power supply system of a fuel cell vehicle. is there.

燃料電池システム1は、反応ガスである水素および酸素(空気)の供給を受けて発電する燃料電池スタック(燃料電池)12と、空気を燃料電池スタック12に供給するための空気供給系40と、燃料としての水素を燃料電池スタック12に供給するための水素供給系50と、電力の充放電を制御するための電力系70と、システム全体を統括制御する制御装置100とを備える。   The fuel cell system 1 includes a fuel cell stack (fuel cell) 12 that generates power by receiving supply of hydrogen and oxygen (air) as reaction gases, an air supply system 40 for supplying air to the fuel cell stack 12, A hydrogen supply system 50 for supplying hydrogen as a fuel to the fuel cell stack 12, a power system 70 for controlling charging / discharging of power, and a control device 100 for overall control of the entire system are provided.

燃料電池スタック12は、多数の燃料電池セルを電気的に直列接続した状態で積層してなるセルスタックである。燃料電池セルは、固体高分子電解質膜と、アノード側電極と、カソード側電極と、セパレータとから構成されている。アノード側電極及びカソード側電極は、高分子電解質膜を両側から挟持してサンドイッチ構造をなす拡散電極である。ガス不透過の導電性部材から構成されるセパレータは、このサンドイッチ構造をさらに両側から挟持しつつ、アノード側電極及びカソード側電極との間にそれぞれ複数の溝状凹部からなる水素及び空気の流路を形成している。   The fuel cell stack 12 is a cell stack in which a large number of fuel cells are stacked in an electrically connected state. The fuel cell is composed of a solid polymer electrolyte membrane, an anode side electrode, a cathode side electrode, and a separator. The anode side electrode and the cathode side electrode are diffusion electrodes having a sandwich structure by sandwiching the polymer electrolyte membrane from both sides. The separator composed of a gas-impermeable conductive member is a hydrogen and air flow path comprising a plurality of groove-shaped recesses between the anode side electrode and the cathode side electrode while further sandwiching the sandwich structure from both sides. Is forming.

燃料電池セルのアノード側電極は、白金系の金属触媒を担持するカーボン粉末を主成分とし、固体高分子電解質膜に接する触媒層と、触媒層の表面に形成され、通気性と電子導電性とを併せ持つガス拡散層とを有する。同様に、カソード側電極は、触媒層とガス拡散層とを有する。例えば、触媒層は、白金、又は白金と他の金属からなる合金を担持したカーボン粉を適当な有機溶媒に分散させ、電解質溶液を適量添加してペースト化し、高分子電解質膜上にスクリーン印刷して形成されている。また、ガス拡散層は、例えば、炭素繊維から成る糸で織成したカーボンクロス、カーボンペーパ、又はカーボンフェルトにより形成されている。高分子電解質膜は、固体高分子材料、例えば、フッ素系樹脂により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜であり、湿潤状態で良好な電気伝導性を発揮する。   The anode electrode of the fuel cell is mainly composed of carbon powder supporting a platinum-based metal catalyst, and is formed on the surface of the catalyst layer in contact with the solid polymer electrolyte membrane, and has air permeability and electronic conductivity. And a gas diffusion layer. Similarly, the cathode side electrode has a catalyst layer and a gas diffusion layer. For example, for the catalyst layer, carbon powder carrying platinum or an alloy composed of platinum and other metals is dispersed in a suitable organic solvent, an appropriate amount of electrolyte solution is added to form a paste, and screen printing is performed on the polymer electrolyte membrane. Is formed. The gas diffusion layer is formed of, for example, carbon cloth, carbon paper, or carbon felt woven with carbon fiber yarns. The polymer electrolyte membrane is a proton conductive ion exchange membrane formed of a solid polymer material, for example, a fluororesin, and exhibits good electrical conductivity in a wet state.

このように構成される各燃料電池セルにおいて、アノード側電極に水素が供給されてH2 → 2H++2e-で表される酸化反応が生じ、カソード側電極に空気が供給されて(1/2)O2+2H++2e- → H2Oで表される還元反応が生じ、燃料電池セル全体としてはH2+(1/2)O2 → H2Oで表される電気化学反応が生じることになる。そして、各燃料電池セルのアノード側電極で水素から放出された電子が集電され、発電電力として燃料電池スタック12から後述する電気接続構造10を介して電力系70に供給される。   In each fuel cell configured as described above, hydrogen is supplied to the anode side electrode to cause an oxidation reaction represented by H2 → 2H ++ 2e-, and air is supplied to the cathode side electrode (1/2). A reduction reaction represented by O 2 + 2H + 2e − → H 2 O occurs, and an electrochemical reaction represented by H 2 + (1/2) O 2 → H 2 O occurs in the entire fuel cell. Then, electrons released from hydrogen are collected at the anode side electrode of each fuel cell, and supplied as power generation power from the fuel cell stack 12 to the power system 70 via an electrical connection structure 10 described later.

空気供給系40は、燃料電池スタック12の空気極に供給される空気が流れる空気供給通路41と、燃料電池スタック12から排出される空気が流れる空気排出通路42とを有している。空気供給通路41には、エアフィルタ43を介して大気中から空気を取り込むエアコンプレッサ44と、エアコンプレッサ44により圧縮加圧される空気を適度に加湿するための加湿器45と、燃料電池スタック12への空気供給を遮断するための遮断弁46とが設けられている。一方、空気排出通路42には、燃料電池スタック12からの空気の排出を遮断するための遮断弁47と、空気供給圧を調整するための調圧弁48とが設けられている。また、空気排出通路42は加湿器45を貫通して設けられており、燃料電池スタック12から空気と一緒に排出された生成水が加湿器45内を流れる際に多孔質体によって回収されて、空気供給通路41を介して供給される空気の加湿に利用されるように構成されている。   The air supply system 40 includes an air supply passage 41 through which air supplied to the air electrode of the fuel cell stack 12 flows and an air discharge passage 42 through which air discharged from the fuel cell stack 12 flows. In the air supply passage 41, an air compressor 44 that takes in air from the atmosphere via an air filter 43, a humidifier 45 for appropriately humidifying air compressed and pressurized by the air compressor 44, and the fuel cell stack 12 And a shut-off valve 46 for shutting off the air supply. On the other hand, the air discharge passage 42 is provided with a shutoff valve 47 for shutting off the discharge of air from the fuel cell stack 12 and a pressure regulating valve 48 for adjusting the air supply pressure. Further, the air discharge passage 42 is provided through the humidifier 45, and the generated water discharged together with the air from the fuel cell stack 12 is collected by the porous body when flowing through the humidifier 45, The air supply passage 41 is configured to be used for humidification of air supplied through the air supply passage 41.

水素供給系50は、例えば高圧水素タンクなどからなる水素供給源52と、水素供給源52から燃料電池スタック12の燃料極に供給される水素ガスが流れる水素供給通路54と、燃料電池スタック12から排出される水素オフガスが流れる水素排出通路56と、水素排出通路56から分岐して水素供給通路54に接続される循環通路58と、燃料電池スタック12から排出された水素オフガスを水素排出通路56から循環通路58を介して水素供給通路54へ循環供給するための循環ポンプ60と、を含んで構成されている。   The hydrogen supply system 50 includes, for example, a hydrogen supply source 52 including a high-pressure hydrogen tank, a hydrogen supply passage 54 through which hydrogen gas supplied from the hydrogen supply source 52 to the fuel electrode of the fuel cell stack 12 flows, and the fuel cell stack 12. A hydrogen discharge passage 56 through which discharged hydrogen off-gas flows, a circulation passage 58 branched from the hydrogen discharge passage 56 and connected to the hydrogen supply passage 54, and hydrogen off-gas discharged from the fuel cell stack 12 from the hydrogen discharge passage 56 And a circulation pump 60 for circulating and supplying the hydrogen supply passage 54 via the circulation passage 58.

水素供給源52から燃料電池スタック12に接続する水素供給通路54には、水素ガス供給方向の上流側から順に、水素供給源52からの水素ガスの流出を遮断する遮断弁61と、水素供給源52から噴出する水素ガスを適度に減圧すると共に水素供給量を制御するインジェクタ62、燃料電池スタック12への水素ガス供給を遮断するための遮断弁63、および、燃料電池スタック12に供給される水素ガスの圧力を検出する圧力センサ64が設置されている。一方、水素排出通路56には、水素オフガス排出方向の上流側から順に、燃料電池スタック12からの水素オフガス排出を遮断するための遮断弁66と、水素オフガスをシステム外に排出する際に開弁される水素オフガス排出用遮断弁68とが設置されている。   In the hydrogen supply passage 54 connected to the fuel cell stack 12 from the hydrogen supply source 52, a shutoff valve 61 for blocking outflow of hydrogen gas from the hydrogen supply source 52 in order from the upstream side in the hydrogen gas supply direction, and a hydrogen supply source The hydrogen gas ejected from 52 is appropriately depressurized and the injector 62 for controlling the hydrogen supply amount, the shut-off valve 63 for shutting off the hydrogen gas supply to the fuel cell stack 12, and the hydrogen supplied to the fuel cell stack 12 A pressure sensor 64 for detecting the gas pressure is installed. On the other hand, in the hydrogen discharge passage 56, a shutoff valve 66 for shutting off the hydrogen offgas from the fuel cell stack 12 in order from the upstream side in the hydrogen offgas discharge direction, and a valve open when discharging the hydrogen offgas to the outside of the system. A hydrogen off-gas discharge shutoff valve 68 is installed.

上記空気供給系40および水素供給系50に含まれる遮断弁46,47,48,61,63,66,68には、制御装置100からの指令を受けて開弁または閉弁する電磁弁などが好適に用いられる。また、調圧弁48やインジェクタ62には、電磁駆動力により開閉可能な弁体を有する電磁式の開閉弁などにより好適に構成され、弁体の開度や開弁時間が制御されることによって通過する空気および水素のガス流量やガス圧を調整できるようになっている。   The shutoff valves 46, 47, 48, 61, 63, 66, 68 included in the air supply system 40 and the hydrogen supply system 50 include electromagnetic valves that open or close in response to a command from the control device 100. Preferably used. Further, the pressure regulating valve 48 and the injector 62 are preferably constituted by an electromagnetic on-off valve having a valve body that can be opened and closed by an electromagnetic driving force, and the valve is passed by controlling the opening degree and valve opening time of the valve body. The gas flow rate and gas pressure of air and hydrogen can be adjusted.

電力系70は、燃料電池スタック12の出力電流および出力電圧を検出する電流センサ72および電圧センサ74、第1DC/DCコンバータ(電圧変換装置)76、バッテリ(蓄電装置)78、バッテリ電流およびバッテリ電圧を検出する電流センサ80および電圧センサ82、第2DC/DCコンバータ(電圧変換装置)84、平滑コンデンサ86、平滑コンデンサ86の端子間電圧であるインバータ入力電圧(「システム電圧」ということがある)を検出する電圧センサ88、インバータ90、およびモータ(負荷)92を含む。燃料電池12および第1DC/DCコンバータ76と、バッテリ78および第2DC/DCコンバータ84とは、インバータ90およびモータ92に対して並列に接続されている。   The power system 70 includes a current sensor 72 and a voltage sensor 74 that detect the output current and output voltage of the fuel cell stack 12, a first DC / DC converter (voltage converter) 76, a battery (power storage device) 78, a battery current and a battery voltage. A current sensor 80 and a voltage sensor 82 for detecting the voltage, a second DC / DC converter (voltage converter) 84, a smoothing capacitor 86, and an inverter input voltage (sometimes referred to as a "system voltage") that is a voltage between terminals of the smoothing capacitor 86. A voltage sensor 88 to detect, an inverter 90, and a motor (load) 92 are included. The fuel cell 12 and the first DC / DC converter 76, and the battery 78 and the second DC / DC converter 84 are connected in parallel to the inverter 90 and the motor 92.

第1DC/DCコンバータ76は、燃料電池スタック12から供給される直流電圧を昇圧して出力する機能を有し、電気接続構造10によって燃料電池スタック12の出力側端子に電気的に接続される。また、第2DC/DCコンバータ84は、バッテリ78から供給される直流電圧を昇圧して出力する機能と、燃料電池スタック12から第1DC/DCコンバータ76を介して供給される直流電力、又は回生制動によりモータ92が回収した回生電力を降圧してバッテリ78に充電する機能とを有する。第1および第2DC/DCコンバータ76,84は、制御装置100から受信する制御信号に従って作動して、上記のような昇圧または降圧機能が実行される。   The first DC / DC converter 76 has a function of boosting and outputting a DC voltage supplied from the fuel cell stack 12, and is electrically connected to the output side terminal of the fuel cell stack 12 by the electrical connection structure 10. The second DC / DC converter 84 boosts and outputs a DC voltage supplied from the battery 78, DC power supplied from the fuel cell stack 12 via the first DC / DC converter 76, or regenerative braking. Thus, the regenerative power collected by the motor 92 is stepped down to charge the battery 78. The first and second DC / DC converters 76 and 84 operate according to the control signal received from the control device 100, and perform the step-up or step-down function as described above.

バッテリ78は、余剰電力の貯蔵源、回生制動時の回生エネルギー貯蔵源、燃料電池車両の加速又は減速に伴う負荷変動時のエネルギーバッファとして機能する。バッテリ78としては、例えばニッケル水素電池やリチウム二次電池等の二次電池が好適に用いられる。ただし、バッテリに代えて、内部での化学反応を伴わずに蓄電可能なキャパシタが蓄電装置として用いられてもよい。バッテリ78のSOC(State of charge)は、電流センサ80の検出値が入力される制御装置100がバッテリ電流を積算することによって監視されている。   The battery 78 functions as a surplus power storage source, a regenerative energy storage source during regenerative braking, and an energy buffer during load fluctuations associated with acceleration or deceleration of the fuel cell vehicle. As the battery 78, for example, a secondary battery such as a nickel metal hydride battery or a lithium secondary battery is preferably used. However, instead of the battery, a capacitor that can store electricity without an internal chemical reaction may be used as the power storage device. The SOC (State of charge) of the battery 78 is monitored by integrating the battery current by the control device 100 to which the detection value of the current sensor 80 is input.

第1DC/DCコンバータ76および/または第2DC/DCコンバータ84から出力された直流電圧は、平滑コンデンサ86に充電されて平滑化された後、インバータ90にシステム電圧として供給される。インバータ90は、例えばパルス幅変調制御方式や矩形波制御方式で駆動されるインバータであり、制御装置100からの制御信号に従って内部の電力用スイッチング素子(例えばIGBT等)がオン・オフ制御されることで、燃料電池スタック12またはバッテリ78から出力される直流電圧を三相交流電圧に変換して、モータ92の回転トルクを制御する。モータ92は、例えば三相同期型の交流モータであり、燃料電池車両の動力源を構成する。モータ92の出力軸は、減速機や差動ギヤ機構等の動力伝達機構94に連結されており、モータ92の動力は動力伝達機構を介して車軸96に伝達され、これにより車輪98が回転駆動されるようになっている。   The direct current voltage output from the first DC / DC converter 76 and / or the second DC / DC converter 84 is charged in the smoothing capacitor 86 and smoothed, and then supplied to the inverter 90 as a system voltage. The inverter 90 is an inverter driven by, for example, a pulse width modulation control method or a rectangular wave control method, and an internal power switching element (for example, IGBT) is controlled to be turned on / off according to a control signal from the control device 100. Thus, the DC voltage output from the fuel cell stack 12 or the battery 78 is converted into a three-phase AC voltage, and the rotational torque of the motor 92 is controlled. The motor 92 is a three-phase synchronous AC motor, for example, and constitutes a power source of the fuel cell vehicle. The output shaft of the motor 92 is connected to a power transmission mechanism 94 such as a speed reducer or a differential gear mechanism, and the power of the motor 92 is transmitted to the axle 96 through the power transmission mechanism, whereby the wheels 98 are rotationally driven. It has come to be.

制御装置100は、中央処理ユニット(CPU)、ROM、RAM、及び入出力インタフェースを備えるコンピュータシステムであり、燃料電池システム1の各部を制御する。例えば、制御装置100は、ユーザによるオン操作によってイグニッションスイッチから出力される起動信号IGを受信すると、燃料電池システム1の運転を開始する。そして、アクセルセンサから出力されるアクセル開度信号ACCや、車速センサから出力される車速信号SVなどを基に、システム全体の要求電力を求める。システム全体の要求電力は、車両走行用動力を出力するモータ92の駆動に必要とされる電力と車載補機類で消費される電力との合計値である。なお、車載補機類には、例えば、エアコンプレッサ、水素ポンプ、変速機、車輪制御装置、操舵装置、懸架装置、車内空間用装置(空調装置、照明器具、及びオーディオ等)が含まれる。   The control device 100 is a computer system including a central processing unit (CPU), ROM, RAM, and an input / output interface, and controls each part of the fuel cell system 1. For example, the control device 100 starts the operation of the fuel cell system 1 when receiving the activation signal IG output from the ignition switch by the on operation by the user. Then, based on the accelerator opening signal ACC output from the accelerator sensor, the vehicle speed signal SV output from the vehicle speed sensor, etc., the required power of the entire system is obtained. The required power of the entire system is the total value of the power required for driving the motor 92 that outputs the vehicle driving power and the power consumed by the in-vehicle accessories. The in-vehicle accessories include, for example, an air compressor, a hydrogen pump, a transmission, a wheel control device, a steering device, a suspension device, and a vehicle interior device (such as an air conditioner, a lighting device, and an audio).

制御装置100は、燃料電池スタック12とバッテリ78とのそれぞれの出力電力の配分を決定し、燃料電池スタック12の発電量が目標電力に一致するように、空気供給系40及び水素供給系50を制御するとともに、第1DC/DCコンバータ76を昇圧制御して、燃料電池スタック12の出力電圧を調整する。また、制御装置100は、アクセル開度に応じた目標トルクが得られるように、例えば、スイッチング指令として、U相、V相、及びW相の各交流電圧指令値をインバータ90に出力し、モータ92の出力トルク及び回転数を制御する。   The control device 100 determines the distribution of the output power of each of the fuel cell stack 12 and the battery 78, and sets the air supply system 40 and the hydrogen supply system 50 so that the power generation amount of the fuel cell stack 12 matches the target power. At the same time, the first DC / DC converter 76 is boosted to adjust the output voltage of the fuel cell stack 12. Moreover, the control apparatus 100 outputs each AC voltage command value of U phase, V phase, and W phase to the inverter 90 as a switching command, for example so that the target torque according to an accelerator opening degree may be obtained, and a motor The output torque and rotation speed of 92 are controlled.

次に、図2ないし5を参照して本実施形態の電気接続構造10について説明する。図2は電気接続構造10を示す斜視図、図3は図2に示す電気接続構造10の側面図、図4は図2に示す電気接続構造10の平面図、図5は電気接続構造10に含まれる編組フレキシブルバスバー16と防水ブーツ(カバー部材)18とを示す図である。   Next, the electrical connection structure 10 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 is a perspective view showing the electrical connection structure 10, FIG. 3 is a side view of the electrical connection structure 10 shown in FIG. 2, FIG. 4 is a plan view of the electrical connection structure 10 shown in FIG. It is a figure which shows the braided flexible bus bar 16 and the waterproof boot (cover member) 18 contained.

電気接続構造10は、互いに横方向または水平方向に近接して対向配置されている燃料電池スタック12と第1DC/DCコンバータ76との間に設けられている。図3に示すように、燃料電池スタック12は車体または車台の一部をなすフレーム3上に取り付けられて支持されており、第1DC/DCコンバータ76は車体または車台の一部をなす別のフレーム2上に取り付けられて支持されている。   The electrical connection structure 10 is provided between the fuel cell stack 12 and the first DC / DC converter 76 that are disposed to face each other in the lateral direction or in the horizontal direction. As shown in FIG. 3, the fuel cell stack 12 is mounted and supported on a frame 3 that forms part of the vehicle body or chassis, and the first DC / DC converter 76 is another frame that forms part of the vehicle body or chassis. 2 is mounted and supported.

ただし、電気接続構造10は、燃料電池スタック12および第1DC/DCコンバータ76が同一フレーム上に支持されている場合にも当然に適用可能である。また、図3では燃料電池スタック12と第1DC/DCコンバータ76の各底面が同じ高さに固定されている状態を示すが、これに限定されるものではなく、上下方向に異なる高さに固定されていてもよい。   However, the electrical connection structure 10 is naturally applicable even when the fuel cell stack 12 and the first DC / DC converter 76 are supported on the same frame. FIG. 3 shows a state in which the bottom surfaces of the fuel cell stack 12 and the first DC / DC converter 76 are fixed at the same height. However, the present invention is not limited to this and is fixed at different heights in the vertical direction. May be.

図2に示すように、電気接続構造10は、燃料電池スタック12に設けられる出力側端子13と、第1DC/DCコンバータ76に設けられる入力側端子77と、両端子13,77を電気的に接続する編組フレキシブルバスバー16と、接続状態で両端子13,77および編組フレキシブルバスバー16を覆う防水ブーツ18とから構成される。   As shown in FIG. 2, the electrical connection structure 10 electrically connects the output side terminal 13 provided in the fuel cell stack 12, the input side terminal 77 provided in the first DC / DC converter 76, and both terminals 13, 77. A braided flexible bus bar 16 to be connected and a waterproof boot 18 that covers both terminals 13 and 77 and the braided flexible bus bar 16 in a connected state.

燃料電池スタック12の出力側端子13は、スタック内部で発電した直流電圧をスタック外部に出力するための金属製の端子であり、正極用および負極用の2つの端子によって構成されている。出力側端子13は、燃料電池スタック12の第1DC/DCコンバータ76に対向する側端面12aから第1DC/DCコンバータ76側に延出して形成されている。出力側端子13の先端部には、ネジ挿通穴が貫通形成されている。   The output side terminal 13 of the fuel cell stack 12 is a metal terminal for outputting a DC voltage generated inside the stack to the outside of the stack, and is composed of two terminals for positive and negative electrodes. The output side terminal 13 is formed to extend from the side end face 12 a facing the first DC / DC converter 76 of the fuel cell stack 12 to the first DC / DC converter 76 side. A screw insertion hole is formed through the tip of the output terminal 13.

一方、第1DC/DCコンバータ76の入力側端子77は、燃料電池スタック12の出力電圧を受け取るための端子であり、上記出力側端子13と同様に、正極用および負極用の2つの端子によって構成されている。入力側端子77は、第1DC/DCコンバータ76の燃料電池スタック12に対向する側端面76aから燃料電池スタック12側に延出して形成されている。すなわち、入力側端子77の延出方向と出力側端子13の延出方向とは、相対する方向となっている。また、入力側端子77の先端部には、ネジ挿通穴が貫通形成されている。   On the other hand, the input side terminal 77 of the first DC / DC converter 76 is a terminal for receiving the output voltage of the fuel cell stack 12, and, like the output side terminal 13, is constituted by two terminals for positive electrode and negative electrode. Has been. The input side terminal 77 is formed to extend from the side end face 76 a of the first DC / DC converter 76 facing the fuel cell stack 12 to the fuel cell stack 12 side. That is, the extending direction of the input side terminal 77 and the extending direction of the output side terminal 13 are opposite directions. Further, a screw insertion hole is formed through the tip of the input side terminal 77.

なお、本実施形態では、出力側端子13が下方で入力側端子77が上方に位置しているが、この反対の位置関係、すなわち出力側端子13が上方で入力側端子77が下方に位置していてもよい。また、出力側端子13および入力側端子77に形成されるネジ挿通穴は、単なる貫通穴ではなく、内周面に雌ねじが形成されたネジ穴として形成されてもよい。これにより、後述する電気接続作業の際にボルト締結用のナットが不要になる。   In the present embodiment, the output side terminal 13 is located below and the input side terminal 77 is located above, but the opposite positional relationship, that is, the output side terminal 13 is located above and the input side terminal 77 is located below. It may be. Further, the screw insertion holes formed in the output side terminal 13 and the input side terminal 77 may be formed as a screw hole in which a female screw is formed on the inner peripheral surface instead of a simple through hole. This eliminates the need for bolt fastening nuts in the electrical connection operation described below.

燃料電池スタック12の出力側端子13と第1DC/DCコンバータ76の入力側端子77とは、図3に示すように、上下方向に互いに離間するが、端子が延出する方向(すなわち図3中の左右方向)に関してだけ見れば重なる部分が存在する位置関係に配置されている。このような位置関係に出力側端子13および入力側端子77を配置することで、各端子13,77が支障になることなく燃料電池スタック12と第1DC/DCコンバータ76とを近接して設置することが可能になる。   As shown in FIG. 3, the output side terminal 13 of the fuel cell stack 12 and the input side terminal 77 of the first DC / DC converter 76 are spaced apart from each other in the vertical direction, but the direction in which the terminals extend (that is, in FIG. 3). The left and right directions are arranged in a positional relationship where overlapping portions exist. By arranging the output-side terminal 13 and the input-side terminal 77 in such a positional relationship, the fuel cell stack 12 and the first DC / DC converter 76 are installed close to each other without hindering each of the terminals 13 and 77. It becomes possible.

なお、図4では、出力側端子13と入力側端子77とが鉛直方向に沿って整列して配置された例を示すが、これに限定されるものではない。例えば、上記のような位置関係を満たす限りにおいて、出力側端子13と入力側端子77とが横方向または水平方向にずれて配置されていてもよい。   Although FIG. 4 shows an example in which the output side terminal 13 and the input side terminal 77 are arranged along the vertical direction, the present invention is not limited to this. For example, as long as the above positional relationship is satisfied, the output side terminal 13 and the input side terminal 77 may be arranged so as to be shifted in the horizontal direction or the horizontal direction.

出力側端子13と入力側端子77とは、正極用および負極用の2つの編組フレキシブルバスバー16によってそれぞれ接続されている。図5に示すように、編組フレキシブルバスバー16は、例えばスズメッキ導線を平編みして形成される可撓性および伸縮性を有する導電性帯状体からなる編組線20と、編組線20の両端にカシメ等の方法によって連結される例えば導電性金属筒体からなる矩形状の接続部22,24とからなっている。各接続部22,24の略中央位置には、ネジ挿通穴25が形成されている。   The output side terminal 13 and the input side terminal 77 are connected to each other by two braided flexible bus bars 16 for positive electrode and negative electrode. As shown in FIG. 5, the braided flexible bus bar 16 includes a braided wire 20 made of, for example, a conductive strip having flexibility and stretchability formed by flat knitting a tin-plated conductive wire, and caulking at both ends of the braided wire 20. For example, the connecting portions 22 and 24 are formed of conductive metal cylinders that are connected by such a method. A screw insertion hole 25 is formed at a substantially central position of each connection portion 22, 24.

また、編組フレキシブルバスバー16には、接続作業の前に、防水ブーツ18を編組線20に周囲にしわを寄せて縮めた状態で装着しておくのが好ましい。このようにしておけば、編組フレキシブルバスバー16の接続部22,24を各端子13,77に接続した後、速やかに防水ブーツ18を引き伸ばして展開した状態にすることができる。   Moreover, it is preferable to attach the waterproof boot 18 to the braided flexible bus bar 16 in a state where the braided wire 20 is shrunk around the braided wire 20 before the connection work. If it does in this way, after connecting the connection parts 22 and 24 of the braided flexible bus-bar 16 to each terminal 13 and 77, the waterproof boot 18 can be rapidly extended and it can be set as the state which expand | deployed.

防水ブーツ18は、絶縁性、防水性および可撓性を有する筒状体、例えばゴムチューブやプラスチックチューブ等で構成されるのが好適である。このような防水ブーツ18によって電気接続された各端子13,77および編組フレキシブルバスバー16が覆われることで、燃料電池スタック12と第1DC/DCコンバータ76との間の電気接続部について、絶縁性と防水性を確保することができる。   The waterproof boot 18 is preferably composed of a cylindrical body having insulating properties, waterproof properties and flexibility, such as a rubber tube or a plastic tube. By covering the terminals 13 and 77 and the braided flexible bus bar 16 that are electrically connected by the waterproof boot 18, the electrical connection portion between the fuel cell stack 12 and the first DC / DC converter 76 is insulated. Waterproofness can be ensured.

また、図6に示すように、防水ブーツ18の内面には、可撓性を有する導電性シートを貼着する等の方法によって導電層19が形成されてもよい。このようにすれば、燃料電池スタック12と第1DC/DCコンバータ76との間の電気接続部を防水ブーツ18が覆ったときに電磁シールド機能を果たすことができる。   Further, as shown in FIG. 6, a conductive layer 19 may be formed on the inner surface of the waterproof boot 18 by a method such as attaching a flexible conductive sheet. In this way, when the waterproof boot 18 covers the electrical connection between the fuel cell stack 12 and the first DC / DC converter 76, an electromagnetic shielding function can be achieved.

なお、燃料電池スタック12と第1DC/DCコンバータ76との間の電気接続部に関する絶縁性や防水性は、例えば燃料電池スタック12や電力系70の一部を収容する燃料電池ケース(図示せず)等の他の部材や手段で担保することも可能であるため、防水ブーツは本発明の電気接続構造における必須の構成要素ではない。   Insulation and waterproofing regarding the electrical connection between the fuel cell stack 12 and the first DC / DC converter 76 are, for example, a fuel cell case (not shown) that houses a part of the fuel cell stack 12 and the power system 70. The waterproof boot is not an essential component in the electrical connection structure of the present invention.

続いて、電気接続構造10の組立手順について説明する。
図3に示すように燃料電池スタック12および第1DC/DCコンバータ76がフレーム2,3上にそれぞれ取り付けられた後に、電気接続構造10を構成する編組フレキシブルバスバー16を取り付ける。編組フレキシブルバスバー16には、図5,6に示すように、防水ブーツ18が予め装着されている。
Subsequently, an assembly procedure of the electrical connection structure 10 will be described.
As shown in FIG. 3, after the fuel cell stack 12 and the first DC / DC converter 76 are attached on the frames 2 and 3, the braided flexible bus bar 16 constituting the electrical connection structure 10 is attached. As shown in FIGS. 5 and 6, waterproof boots 18 are attached to the braided flexible bus bar 16 in advance.

まず、上方に位置する第1DC/DCコンバータ76の入力側端子77に、編組フレキシブルバスバー16の一方端の接続部22をボルト26およびナット28を用いて連結する。その後、下方に位置する燃料電池スタック12の出力側端子13に、編組フレキシブルバスバー16の他方端の接続部24をボルト26およびナット28を用いて連結する。   First, the connection portion 22 at one end of the braided flexible bus bar 16 is connected to the input side terminal 77 of the first DC / DC converter 76 located above using a bolt 26 and a nut 28. Thereafter, the connecting portion 24 at the other end of the braided flexible bus bar 16 is connected to the output side terminal 13 of the fuel cell stack 12 located below using a bolt 26 and a nut 28.

このようにして燃料電池スタック12の出力側端子13と第1DC/DCコンバータ76の入力側端子77とを編組フレキシブルバスバー16によって電気的に接続した後、防水ブーツ18を両側に引き伸ばして出力側端子13、編組フレキシブルバスバー16および入力側端子77の全体を覆った状態にする。防水ブーツ18の両端部は、適当な固定手段(例えば接着剤等)によってずれないように固定されてもよいし、あるいは、それ自身が有する弾性力によって端子に密着してずれないようにしてもよい。   In this way, after the output side terminal 13 of the fuel cell stack 12 and the input side terminal 77 of the first DC / DC converter 76 are electrically connected by the braided flexible bus bar 16, the waterproof boot 18 is extended to both sides to output the output side terminal. 13. The entire braided flexible bus bar 16 and the input side terminal 77 are covered. Both ends of the waterproof boot 18 may be fixed so as not to be displaced by appropriate fixing means (for example, an adhesive or the like), or may be adhered to the terminal by its own elastic force so as not to be displaced. Good.

上記のように編組フレキシブルバスバー16の接続作業を行うとき、燃料電池スタック12および第1DC/DCコンバータ76の製造誤差やフレーム2,3の撓み等に起因して燃料電池スタック12の出力側入力13と第1DC/DCコンバータ76の入力側端子77との間に位置誤差が生じている場合があるが、編組フレキシブルバスバー16は曲げやねじりに対する柔軟性に優れ且つ伸縮性も有しているため、上記のような位置誤差を簡単に吸収できて両端子13,77間の電気接続作業を容易に行うことができる。   When connecting the braided flexible bus bar 16 as described above, the output side input 13 of the fuel cell stack 12 is caused by manufacturing errors of the fuel cell stack 12 and the first DC / DC converter 76, bending of the frames 2 and 3, and the like. Position error may occur between the first DC / DC converter 76 and the input-side terminal 77 of the first DC / DC converter 76, but the braided flexible bus bar 16 has excellent flexibility with respect to bending and twisting, and also has elasticity. The position error as described above can be easily absorbed, and the electrical connection work between the terminals 13 and 77 can be easily performed.

なお、本実施形態の電気接続構造10が適用される燃料電池システム1では、燃料電池スタック12の出力側端子13と第1DC/DCコンバータ76の入力側端子77とが縦方向または鉛直方向に整列されており、編組フレキシブルバスバー16がほぼ真っ直ぐな状態で接続されるように説明および図示したが、これに限定されるものではない。   In the fuel cell system 1 to which the electrical connection structure 10 of the present embodiment is applied, the output side terminal 13 of the fuel cell stack 12 and the input side terminal 77 of the first DC / DC converter 76 are aligned in the vertical direction or the vertical direction. However, the braided flexible bus bar 16 is described and illustrated as being connected in a substantially straight state, but is not limited thereto.

例えば、図7に示すように、編組フレキシブルバスバー16を例えば約90度曲がった状態で接続されるように出力側端子13および入力側端子77の位置、形状、向き等を設計してもよいし、あるいは、図8に示すように、編組フレキシブルバスバー16を例えば約90だけ曲げて更にひねった状態で接続されるように出力側端子13および入力側端子77の位置、形状、向き等を設計してもよい。このように編組フレキシブルバスバー16を用いて電気的接続を行うことで、燃料電池スタック12の出力側端子13および第1DC/DCコンバータ76の入力側端子77の設計の自由度が大きくなる利点がある。   For example, as shown in FIG. 7, the positions, shapes, orientations, and the like of the output side terminal 13 and the input side terminal 77 may be designed so that the braided flexible bus bar 16 is connected in a state of being bent by about 90 degrees, for example. Alternatively, as shown in FIG. 8, the positions, shapes, orientations, etc. of the output side terminal 13 and the input side terminal 77 are designed so that the braided flexible bus bar 16 is bent by about 90, for example, and connected in a twisted state. May be. Thus, the electrical connection using the braided flexible bus bar 16 has an advantage that the degree of freedom in designing the output side terminal 13 of the fuel cell stack 12 and the input side terminal 77 of the first DC / DC converter 76 is increased. .

また、上記実施形態では、燃料電池スタック12と第1DC/DCコンバータ76とが横方向に近接して配置されるものとして説明したが、本発明に係る電気接続構造は、図9に示すように、フレーム2上に固定された第1DC/DCコンバータ76の上方に近接した位置に燃料電池スタック12を別のフレーム4で支持して配置し、燃料電池スタック12および第1DC/DCコンバータ76の同方向の側端面12a,76aから出力側端子13および入力側端子77を同じ方向にそれぞれ延出して形成されている場合にも適用可能である。   In the above-described embodiment, the fuel cell stack 12 and the first DC / DC converter 76 are described as being disposed close to each other in the lateral direction. However, the electrical connection structure according to the present invention is as shown in FIG. The fuel cell stack 12 is supported by another frame 4 at a position close to the top of the first DC / DC converter 76 fixed on the frame 2, and the fuel cell stack 12 and the first DC / DC converter 76 are the same. The present invention is also applicable to the case where the output side terminal 13 and the input side terminal 77 are formed to extend in the same direction from the side end faces 12a and 76a in the direction.

また、上記実施形態では、電気接続構造10が燃料電池スタック12と第1DC/DCコンバータ76との接続に用いられるものとして説明したが、昇圧コンバータを用いない燃料電池システムにおいては燃料電池とこれに接続されるインバータとの間の電気接続に本発明の電気接続構造が適用されてもよい。   In the above embodiment, the electrical connection structure 10 has been described as being used for connection between the fuel cell stack 12 and the first DC / DC converter 76. However, in a fuel cell system that does not use a boost converter, The electrical connection structure of the present invention may be applied to electrical connection between the connected inverters.

さらに、上記実施形態では燃料電池システム1が燃料電池車両に搭載されるものとして説明したが、本発明が適用される燃料電池システムはこの用途に限定されるものではなく、例えば、燃料電池車両以外の移動体(ロボット、船舶、航空機等)や産業機械(建設機械、農業機械等)の電力源として搭載されてもよいし、あるいは、住宅やビル等の発電設備(定置用発電システム)として用いられてもよい。   Further, although the fuel cell system 1 has been described as being mounted on a fuel cell vehicle in the above embodiment, the fuel cell system to which the present invention is applied is not limited to this application, for example, other than a fuel cell vehicle May be mounted as a power source for mobile bodies (robots, ships, aircraft, etc.) and industrial machines (construction machines, agricultural machinery, etc.), or used as power generation equipment (stationary power generation systems) for houses, buildings, etc. May be.

1 燃料電池システム、2,3,4 フレーム、10 電気接続構造、12 燃料電池スタック、12a 側端面、13 出力側端子、16 編組フレキシブルバスバー、18 防水ブーツ、19 導電層、20 編組線、22,24 接続部、40 空気供給系、50 水素供給系、70 電力系、76 第1DC/DCコンバータ、76a 側端面、77 入力側端子、78 バッテリ、84 第2DC/DCコンバータ、90 インバータ、92 モータ、100 制御装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell system, 2, 3, 4 frame, 10 Electrical connection structure, 12 Fuel cell stack, 12a End surface, 13 Output side terminal, 16 Braided flexible bus bar, 18 Waterproof boot, 19 Conductive layer, 20 Braided wire, 22, 24 connection part, 40 air supply system, 50 hydrogen supply system, 70 power system, 76 first DC / DC converter, 76a side end face, 77 input side terminal, 78 battery, 84 second DC / DC converter, 90 inverter, 92 motor, 100 Control device.

Claims (7)

反応ガスの供給を受けて発電する燃料電池と、この燃料電池の出力電圧を変換する電圧変換装置とを備える燃料電池システムの電気接続構造であって、
燃料電池から延出する出力側端子と、電圧変換装置から延出する入力側端子と、前記出力側端子および前記入力側端子間を電気接続する編組フレキシブルバスバーとを含み、
前記燃料電池の出力側端子と前記電圧変換装置の入力側端子とは、互いに離間するが端子延出方向に関してだけ見れば重なる部分が存在する位置関係に配置されている、燃料電池システムの電気接続構造。
An electrical connection structure of a fuel cell system comprising a fuel cell that generates power upon receiving supply of a reaction gas, and a voltage converter that converts an output voltage of the fuel cell,
An output side terminal extending from the fuel cell, an input side terminal extending from the voltage converter, and a braided flexible bus bar electrically connecting the output side terminal and the input side terminal,
The electrical connection of the fuel cell system, wherein the output side terminal of the fuel cell and the input side terminal of the voltage converter are arranged in a positional relationship where they are separated from each other but overlap when viewed only in the terminal extending direction Construction.
請求項1に記載の燃料電池システムの電気接続構造において、
燃料電池と電圧変換装置とは横方向に近接して配置されており、燃料電池の電圧変換装置に対向する側端面に突設された出力側端子と、電圧変換装置の燃料電池に対向する側端面に突設された入力側端子とが相対する方向に延出して形成されていることを特徴とする、燃料電池システムの電気接続構造。
The fuel cell system electrical connection structure according to claim 1,
The fuel cell and the voltage converter are arranged close to each other in the lateral direction, an output side terminal projecting on the side end face facing the voltage converter of the fuel cell, and a side of the voltage converter facing the fuel cell An electrical connection structure of a fuel cell system, characterized in that an input side terminal projecting from an end face is formed to extend in a facing direction.
請求項1に記載の燃料電池システムの電気接続構造において、
燃料電池と電圧変換装置とは上下方向に近接して配置されており、燃料電池の側端面に突設された出力側端子と、燃料電池の側端面と同方向の電圧変換装置の側端面に突設された入力側端子とが、同じ方向に延出して形成されていることを特徴とする、燃料電池システムの電気接続構造。
The fuel cell system electrical connection structure according to claim 1,
The fuel cell and the voltage conversion device are arranged close to each other in the vertical direction, and are arranged on the output side terminal projecting from the side end surface of the fuel cell and the side end surface of the voltage conversion device in the same direction as the side end surface of the fuel cell. An electrical connection structure of a fuel cell system, characterized in that the projecting input terminal is formed to extend in the same direction.
請求項1に記載の燃料電池システムの電気接続構造において、
燃料電池の出力側端子と電圧変換装置の入力側端子と編組フレキシブルバスバーとは、絶縁性および防水性のカバー部材により覆われていることを特徴とする燃料電池システムの電気接続構造。
The fuel cell system electrical connection structure according to claim 1,
An electrical connection structure of a fuel cell system, wherein an output side terminal of a fuel cell, an input side terminal of a voltage converter, and a braided flexible bus bar are covered with an insulating and waterproof cover member.
請求項4に記載の燃料電池システムの電気接続構造において、
カバー部材の内面には導電層が形成されていることを特徴とする燃料電池システムの電気接続構造。
The electrical connection structure of the fuel cell system according to claim 4,
An electric connection structure of a fuel cell system, wherein a conductive layer is formed on an inner surface of the cover member.
請求項1に記載の燃料電池システムの電気接続構造において、
前記電圧変換装置は、燃料電池から出力される直流電圧を昇圧可能なDC/DCコンバータ、または、燃料電池から出力される直流電圧を交流電圧に変換可能なインバータであることを特徴とする燃料電池システムの電気接続構造。
The fuel cell system electrical connection structure according to claim 1,
The voltage converter is a DC / DC converter capable of boosting a DC voltage output from a fuel cell, or an inverter capable of converting a DC voltage output from a fuel cell into an AC voltage. System electrical connection structure.
請求項1ないし6のいずれか1に記載の燃料電池システムの電気接続構造によって接続される燃料電池および電気変換装置と、
前記電気変換装置に接続されて電力供給される負荷と、
前記負荷に対して充放電可能に前記燃料電池と並列接続される蓄電装置と、
を備える燃料電池システム。
A fuel cell and an electrical converter connected by the electrical connection structure of the fuel cell system according to any one of claims 1 to 6,
A load connected to the electrical converter and supplied with power;
A power storage device connected in parallel to the fuel cell so as to be chargeable / dischargeable with respect to the load;
A fuel cell system comprising:
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