JP2015193370A - 燃料電池車両 - Google Patents

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Abstract

【課題】簡単な構成で、スタックケース内に漏出した燃料ガスを、容易且つ確実に排出させることを可能にする。【解決手段】燃料電池車両10を構成するスタックケース14は、燃料電池スタック12を収納してフロントルーム18に搭載される。スタックケース14の上面を構成するアッパーパネル70には、一方の対角位置に前記スタックケース14内を外部に連通する開口部80a、80bが形成される。開口部80a、80bに接続される排気ダクト82a、82bは、フロントルーム18の外部に開放される。【選択図】図1

Description

本発明は、複数の燃料電池が積層された燃料電池スタックをスタックケースに収納するとともに、前記スタックケースは、ダッシュボードの前方に形成されたフロントルーム内に搭載される燃料電池車両に関する。
例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の一方にアノード電極が、他方にカソード電極が、それぞれ配設された電解質膜・電極構造体(MEA)を備える。電解質膜・電極構造体は、セパレータによって挟持されることにより、発電セルが構成されている。この燃料電池は、通常、所定の数の発電セルを積層することにより、例えば、車載用燃料電池スタックとして燃料電池車両に搭載されている。
燃料電池車両では、特に燃料ガスである水素が、燃料電池スタックを搭載する空間内に漏出するおそれがある。このため、燃料電池スタックから漏出した水素を外部に効率よく排出することを目的として、例えば、特許文献1に開示されている燃料電池自動車が提案されている。
この燃料電池自動車は、乗員居室の前方に燃料電池を搭載する閉空間を配置している。そして、必要に応じて、閉空間の上部には、第1開口部が設けられるとともに、走行時に負圧が発生する位置には、第2開口部が設けられ、前記閉空間内に燃料電池システムから漏洩した水素を排出している。
従って、閉空間の上部に開口部を設けた場合には、特に車両停止状態において、閉空間内で燃料電池システムから漏出した水素を確実に車外に換気できる、としている。また、開口部を負圧の発生位置に設けた場合には、走行時に燃料電池システムから漏洩した水素を閉空間から排出することができる、としている。
特開2004−040950号公報
上記の特許文献1では、閉空間の上部に開口部が設けられている。このため、車両が前後に傾斜した際や、左右に傾斜した際に、水素が閉空間に残るおそれがある。従って、漏出した水素を確実に車外に換気することができないという問題がある。
本発明は、この種の問題を解決するものであり、簡単な構成で、スタックケース内に漏出した燃料ガスを、容易且つ確実に排出させることが可能な燃料電池車両を提供することを目的とする。
本発明に係る燃料電池車両は、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池が複数積層され、前記燃料ガスを前記燃料電池の積層方向に流通させる燃料ガス連通孔を備えた燃料電池スタックを備えている。燃料電池スタックは、平面視矩形状のスタックケースに収納されるとともに、前記スタックケースは、ダッシュボードの前方に形成されたフロントルーム内に搭載されている。そして、スタックケースの上面部には、少なくとも一方の対角位置に該スタックケース内を外部に連通する開口部が形成されている。
また、この燃料電池車両では、スタックケースの上面部には、一方の対角位置と他方の対角位置とに、それぞれ開口部が設けられることが好ましい。
さらに、この燃料電池車両では、開口部に一端が接続されるダクト部材を備え、フロントルームの車幅方向両端部には、該フロントルームの外部に連通し、且つ前記開口部よりも上方に位置して排出口が設けられることが好ましい。その際、排出口には、ダクト部材の他端が接続されることが好ましい。
さらにまた、この燃料電池車両は、スタックケースの上面部は、燃料電池スタックが対向する内面が平坦面に形成されることが好ましい。
また、この燃料電池車両では、開口部は、燃料ガス連通孔の鉛直方向上方に配置されることが好ましい。
さらに、この燃料電池車両では、スタックケースの下面部には、該スタックケース内に空気を導入する吸気用開口部が形成されることが好ましい。
さらにまた、この燃料電池車両では、吸気用開口部は、スタックケースの車両前方側に少なくとも2個以上設けられることが好ましい。
また、この燃料電池車両では、複数の吸気用開口部は、それぞれの断面積が異なることが好ましい。
さらに、この燃料電池車両では、燃料ガス連通孔側の吸気用開口部の断面積は、他の吸気用開口部の断面積よりも大きく設定されることが好ましい。
本発明によれば、スタックケースの上面部には、対角位置に対応して該スタックケース内を外部に連通する少なくとも2個の開口部が形成されている。このため、スタックケース内を上昇する燃料ガスは、各開口部から排出されている。
さらに、車両が前後方向又は左右方向に傾斜しても、少なくとも一方の開口部から燃料ガスを排出させることができる。従って、簡単な構成で、スタックケース内に漏出した燃料ガスを、容易且つ確実に排出させることが可能になる。
本発明の第1の実施形態に係る燃料電池車両の前方部分の概略斜視説明図である。 前記燃料電池車両の概略平面説明図である。 前記燃料電池車両の概略正面説明図である。 前記燃料電池車両を構成する燃料電池スタックを収納するスタックケースの分解斜視説明図である。 前記燃料電池スタックを構成する燃料電池の要部分解斜視図である。 前記燃料電池車両が後方の下方に傾斜した状態の説明図である。 前記燃料電池車両が前方の下方に傾斜した状態の説明図である。 本発明の第2の実施形態に係る燃料電池車両の前方部分の概略斜視説明図である。 本発明の第3の実施形態に係る燃料電池車両の前方部分の概略斜視説明図である。 前記燃料電池車両を構成する燃料電池スタックを収納するスタックケースの分解斜視説明図である。 前記スタックケースの底面側からの斜視説明図である。 前記スタックケース内の空気流れの説明図である。
図1〜図3に示すように、本発明の第1の実施形態に係る燃料電池車両10は、例えば、燃料電池電気自動車である。燃料電池車両10は、燃料電池スタック12が収容されたスタックケース14をダッシュボード16の前方に形成されたフロントルーム(モータルーム)18内に配設する。
図4に示すように、燃料電池スタック12は、複数の燃料電池20が車両幅方向(矢印B方向)に積層される。燃料電池20の積層方向一端には、第1ターミナルプレート22a、第1絶縁プレート24a及び第1エンドプレート26aが、外方に向かって順次配設される。燃料電池20の積層方向他端には、第2ターミナルプレート22b、第2絶縁プレート24b及び第2エンドプレート26bが、外方に向かって順次配設される。燃料電池スタック12の車両幅方向両端には、第1エンドプレート26aと第2エンドプレート26bとが配置される。
第1エンドプレート26a及び第2エンドプレート26bは、燃料電池20、第1絶縁プレート24a及び第2絶縁プレート24bの外形寸法よりも大きな外形寸法に設定される。第1ターミナルプレート22aは、第1絶縁プレート24aの内部の凹部に収容される一方、第2ターミナルプレート22bは、第2絶縁プレート24bの内部の凹部に収容されてもよい。
横長形状の第1エンドプレート26aの中央部からは、第1ターミナルプレート22aに接続された第1電力出力端子28aが外方に向かって延在する。横長形状の第2エンドプレート26bの中央部からは、第2ターミナルプレート22bに接続された第2電力出力端子28bが外方に向かって延在する。第1エンドプレート26aと第2エンドプレート26bの各角部は、積層方向に延在するタイロッド30により固定され、前記積層方向に締め付け荷重が付与される。
図5に示すように、燃料電池20は、電解質膜・電極構造体32が、第1セパレータ34及び第2セパレータ36に挟持される。第1セパレータ34及び第2セパレータ36は、金属セパレータ又はカーボンセパレータにより構成される。
燃料電池20の矢印A方向の一端縁部には、積層方向(矢印B方向)に互いに連通して、酸化剤ガス入口連通孔38a、冷却媒体入口連通孔40a及び燃料ガス出口連通孔42bが、矢印C方向(鉛直方向)に配列して設けられる。酸化剤ガス入口連通孔38aは、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給する。冷却媒体入口連通孔40aは、冷却媒体を供給する一方、燃料ガス出口連通孔42bは、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出する。
燃料電池20の矢印A方向の他端縁部には、矢印B方向に互いに連通して、燃料ガスを供給する燃料ガス入口連通孔42a、冷却媒体を排出する冷却媒体出口連通孔40b及び酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス出口連通孔38bが、矢印C方向に配列して設けられる。
第1セパレータ34の電解質膜・電極構造体32に向かう面には、酸化剤ガス入口連通孔38aと酸化剤ガス出口連通孔38bとに連通する酸化剤ガス流路44が設けられる。第2セパレータ36の電解質膜・電極構造体32に向かう面には、燃料ガス入口連通孔42aと燃料ガス出口連通孔42bとに連通する燃料ガス流路46が設けられる。
互いに隣接し燃料電池20を構成する第1セパレータ34と第2セパレータ36との間には、冷却媒体入口連通孔40aと冷却媒体出口連通孔40bとを連通する冷却媒体流路48が設けられる。第1セパレータ34と第2セパレータ36とには、それぞれシール部材50、52が、一体的又は個別に設けられる。
電解質膜・電極構造体32は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜54と、前記固体高分子電解質膜54を挟持するカソード電極56及びアノード電極58とを備える。カソード電極56及びアノード電極58は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が前記ガス拡散層の表面に一様に塗布されて形成される電極触媒層とを有する。電極触媒層は、固体高分子電解質膜54の両面に形成される。
図4に示すように、第1エンドプレート26aの一方の対角位置には、酸化剤ガス入口連通孔38aに連通する酸化剤ガス供給マニホールド60aと、酸化剤ガス出口連通孔38bに連通する酸化剤ガス排出マニホールド60bとが設けられる。第1エンドプレート26aの他方の対角位置には、燃料ガス入口連通孔42aに連通孔する燃料ガス供給マニホールド62aと、燃料ガス出口連通孔42bに連通する燃料ガス排出マニホールド62bとが設けられる。
図2に示すように、第2エンドプレート26bには、冷却媒体入口連通孔40aに連通する冷却媒体供給マニホールド64aと、冷却媒体出口連通孔40bに連通する冷却媒体排出マニホールド64bとが設けられる。
図4に示すように、燃料電池スタック12は、平面視矩形状、例えば、平面視長方形状のスタックケース14内に収納される。スタックケース14は、前方サイドパネル66、後方サイドパネル68、アッパーパネル70、ローワーパネル72、第1エンドプレート26a及び第2エンドプレート26bを備える。スタックケース14を構成する各部品は、互いに、さらに第1エンドプレート26a及び第2エンドプレート26bに対して、孔部74を通ってねじ穴76に螺合するねじ78により固定される。
スタックケース14の上面部を構成するアッパーパネル70の内面、すなわち、燃料電池スタック12が対向する天井面は、平坦面に形成される。アッパーパネル70には、一方の対角位置に前記スタックケース14内を外部に連通する開口部80a、80bが形成される。開口部80aは、燃料ガス入口連通孔42aの鉛直方向上方に配置される。
開口部80a、80bには、排気ダクト(ダクト部材)82a、82bの一端部が接続される。図1〜図3に示すように、排気ダクト82aは、スタックケース14の上方に突出した後、燃料電池車両10の車幅方向一方(矢印BR方向)から前方側に延在し、車両側部の前方車両排気口84aに接続される。前方車両排気口84aは、フロントルーム18の外部に連通するとともに、図3に示すように、スタックケース14の開口部80aよりも距離h1だけ上方に離間する。
排気ダクト82bは、スタックケース14の上方に突出した後、燃料電池車両10の車幅方向他方(矢印BL方向)から後方側に延在し、車両側部の後方車両排気口84bに接続される。後方車両排気口84bは、フロントルーム18の外部に連通するとともに、図3に示すように、スタックケース14の開口部80bよりも距離h2だけ上方に離間する。燃料電池スタック12は、第1エンドプレート26a及び第2エンドプレート26bに設けられた図示しないマウント部材を介して車両フレームに固定される。
このように構成される燃料電池車両10の動作について、以下に説明する。
先ず、燃料電池車両10の運転時には、図4に示すように、第1エンドプレート26aの燃料ガス供給マニホールド62aから燃料ガス入口連通孔42aに燃料ガスが供給される。一方、第1エンドプレート26aの酸化剤ガス供給マニホールド60aから酸化剤ガス入口連通孔38aに酸化剤ガスが供給される。
図5に示すように、燃料ガスは、燃料ガス入口連通孔42aから第2セパレータ36の燃料ガス流路46に導入される。この水素ガスは、電解質膜・電極構造体32を構成するアノード電極58に沿って供給される。
酸化剤ガスは、酸化剤ガス入口連通孔38aから第1セパレータ34の酸化剤ガス流路44に導入される。酸化剤ガスは、電解質膜・電極構造体32を構成するカソード電極56に沿って供給される。
従って、電解質膜・電極構造体32では、アノード電極58に供給される水素ガスと、カソード電極56に供給される空気とが、電極触媒層内で電気化学反応により消費され、発電が行われる。
燃料ガスは、図4に示すように、燃料ガス出口連通孔42bから第1エンドプレート26aの燃料ガス排出マニホールド62bに排出される。酸化剤ガスは、酸化剤ガス出口連通孔38bから第1エンドプレート26aの酸化剤ガス排出マニホールド60bに排出される。
また、冷却媒体は、図2に示すように、第2エンドプレート26bの冷却媒体供給マニホールド64aから冷却媒体入口連通孔40aに供給される。図5に示すように、冷却媒体は、第1セパレータ34及び第2セパレータ36間の冷却媒体流路48に導入される。冷却媒体は、電解質膜・電極構造体32を冷却した後、冷却媒体出口連通孔40bを流通して冷却媒体排出マニホールド64bに排出される。
この場合、第1の実施形態では、スタックケース14の上面部を構成するアッパーパネル70には、対角位置に対応して該スタックケース14内を外部に連通する2個の開口部80a、80bが形成されている。そして、開口部80a、80bには、排気ダクト82a、82bの一端が接続されるとともに、前記排気ダクト82a、82bの他端は、上方に離間した前方車両排気口84a及び後方車両排気口84bを介して外部に開放されている。
このため、燃料電池スタック12から漏出する燃料ガス、例えば、水素は、空気よりも軽いため、スタックケース14内を上昇し、各開口部80a、80bから外部に排出されている。従って、スタックケース14内に燃料ガスが滞留することがない。
さらに、図6に示すように、燃料電池車両10が後方の下方に傾斜する場合がある。その際、スタックケース14内の燃料ガスは、前記スタックケース14内の前方上方に移動し、開口部80aから排気ダクト82a及び前方車両排気口84aを介して外部に確実に排出される。
一方、図7に示すように、燃料電池車両10が前方の下方に傾斜する場合がある。その際、スタックケース14内の燃料ガスは、前記スタックケース14内の後方上方に移動し、開口部80bから排気ダクト82b及び後方車両排気口84bを介して外部に確実に排出される。
また、燃料電池車両10が右側(矢印BR方向)を下方にして傾斜した際には、スタックケース14内の燃料ガスは、開口部80bから外部に円滑に排出される。一方、前記燃料電池車両10が左側(矢印BL方向)を下方にして傾斜した際には、前記スタックケース14内の燃料ガスは、開口部80aから外部に円滑に排出される。
これにより、燃料電池車両10が前後方向又は左右方向に傾斜しても、少なくとも一方の開口部80a又は80bから外部に燃料ガスを排出させることができる。このため、簡単な構成で、スタックケース14内に漏出した燃料ガスを、容易且つ確実に排出させることが可能になるという効果が得られる。
しかも、スタックケース14の上面部を構成するアッパーパネル70の内面、すなわち、燃料電池スタック12が対向する天井面は、平坦面に形成されている。従って、スタックケース14内の上方に移動する燃料ガスは、開口部80a又は80bに向かって円滑に流通することができ、排出性が良好に向上する。
さらにまた、開口部80aは、燃料ガス入口連通孔42aの鉛直方向上方に配置されている。これにより、特に燃料ガス入口連通孔42aからの漏出燃料ガスを容易且つ確実に開口部80aから排出させることが可能になる。
図8は、本発明の第2の実施形態に係る燃料電池車両100の前方部分の概略斜視説明図である。なお、第1の実施形態に係る燃料電池車両10と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
燃料電池車両100は、燃料電池スタック12が収容されたスタックケース102を備える。スタックケース102は、アッパーパネル104を備え、前記アッパーパネル104は、前記スタックケース102の上面部を構成する。
アッパーパネル104には、一方の対角位置にスタックケース102内を外部に連通する開口部80a、80bが形成され、他方の対角位置に前記スタックケース102内を外部に連通する開口部80c、80dが形成される。開口部80a、80cは、スタックケース102の前方側両側部に設けられ、燃料ガス入口連通孔42aの鉛直方向上方に配置される。開口部80b、80dは、スタックケース102の後方側両側部に設けられる。
開口部80c、80dには、排気ダクト(ダクト部材)82c、82dの一端部が接続される。排気ダクト82cは、スタックケース102の上方に突出した後、燃料電池車両10の車幅方向他方(矢印BL方向)から前方側に延在し、車両側部の前方車両排気口84cに接続される。前方車両排気口84cは、フロントルーム18の外部に連通するとともに、スタックケース102の開口部80cよりも上方に離間する。
排気ダクト82dは、スタックケース102の上方に突出した後、燃料電池車両100の車幅方向一方(矢印BR方向)から後方側に延在し、車両側部の後方車両排気口84dに接続される。後方車両排気口84dは、フロントルーム18の外部に連通するとともに、スタックケース102の開口部80dよりも上方に離間する。
このように構成される第2の実施形態では、スタックケース102の上面を構成するアッパーパネル104には、2つの対角位置に対応して該スタックケース102内を外部に連通する4個の開口部80a〜80dが形成されている。そして、開口部80a〜80dには、排気ダクト82a〜82dの一端が接続されるとともに、前記排気ダクト82a〜82dの他端は、外部に開放されている。
このため、燃料電池車両100が前後方向又は左右方向に傾斜しても、少なくとも開口部80a〜80dのいずれから燃料ガスを排出させることができる。従って、簡単な構成で、スタックケース102内に漏出した燃料ガスを、容易且つ確実に排出させることが可能になる等、上記の第1の実施形態と同様の効果が得られる。
図9は、本発明の第3の実施形態に係る燃料電池車両110の前方部分の概略斜視説明図である。なお、第1及び第2の実施形態に係る燃料電池車両10、100と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
燃料電池車両110は、燃料電池スタック12が収容されたスタックケース112を備える。図9〜図11に示すように、スタックケース112は、アッパーパネル114及びローワーパネル116を備える。アッパーパネル114は、スタックケース112の上面部を構成する一方、ローワーパネル116は、前記スタックケース112の下面部を構成する。
図9に示すように、アッパーパネル114には、排気ダクト82a〜82dの一端部が接続される。排気ダクト82aの他端部と排気ダクト82dの他端部とは、合流して右側排気ダクト118Rに接続されるとともに、前記右側排気ダクト118Rは、車両排気口84Rに接続される。排気ダクト82bの他端部と排気ダクト82cの他端部とは、合流して左側排気ダクト118Lに接続されるとともに、前記左側排気ダクト118Lは、車両排気口84Lに接続される。
図10及び図11に示すように、ローワーパネル116には、車両前方側に2個(3個以上でもよい)の吸気用開口部118a、118bが形成される。吸気用開口部118a、118bは、スタックケース112内に開放されるとともに、タイロッド30(又は締結バー)の直下から前方又は後方にずれた位置に設けられる。第1エンドプレート26a側、すなわち、燃料ガス供給マニホールド62a及び燃料ガス排出マニホールド62b側に形成された吸気用開口部118bは、第2エンドプレート26b側に形成された吸気用開口部118aよりも大径に設定される。燃料ガスの漏出が、比較的多くなり易いからである。
吸気用開口部118a、118bには、ゴムホース120a、120bの一端部が接続されるとともに、前記ゴムホース120a、120bの他端部は、ジョイント122a、122bに接続される。図9に示すように、ジョイント122a、122bは、車体側アンダーカバー124に接続され、外部に開放される。なお、吸気用開口部118a、118bは、フロントルーム18内に、直接、開放されてもよい。
このように構成される第3の実施形態では、図12に示すように、外部空気は、ゴムホース120a、120bを通って吸気用開口部118a、118bからスタックケース112内に導入されている。外部空気は、スタックケース112内を下方から上方に流通した後、開口部80a〜80dに接続された排気ダクト82a〜82dから外部に開放されている。
その際、スタックケース112内に漏出した燃料ガスは、外部空気の流れに沿って一層容易且つ確実に外部に排出されることが可能になる。しかも、吸気用開口部118a、118bは、ローワーパネル116の車両前方側に位置して形成されている。このため、燃料電池車両110の走行中、前方から後方に流れる外部空気は、スタックケース112内を良好に流通することができ、燃料ガスの排出性が有効に向上する他、上記の第1及び第2の実施形態と同様の効果が得られる。
なお、第1〜第3の実施形態では、第1エンドプレート26a及び第2エンドプレート26bは、スタックケース14の構成部材として用いているが、これに限定されるものではなく、独立した直方体のケースの中に燃料電池スタック12を収容してもよい。
10、100、110…燃料電池車両 12…燃料電池スタック
14、102、112…スタックケース 18…フロントルーム
20…燃料電池 26a、26b…エンドプレート
32…電解質膜・電極構造体 34、36…セパレータ
38a…酸化剤ガス入口連通孔 38b…酸化剤ガス出口連通孔
40a…冷却媒体入口連通孔 40b…冷却媒体出口連通孔
42a…燃料ガス入口連通孔 42b…燃料ガス出口連通孔
44…酸化剤ガス流路 46…燃料ガス流路
48…冷却媒体流路 54…固体高分子電解質膜
56…カソード電極 58…アノード電極
66…前方サイドパネル 68…後方サイドパネル
70、104、114…アッパーパネル 72、116…ローワーパネル
80a〜80d…開口部 82a〜82d…排気ダクト
84a、84c…前方車両排気口 84b、84d…後方車両排気口
118a、118b…吸気用開口部 120a、120b…ゴムホース
122a、122b…ジョイント 124…車体用アンダーカバー

Claims (9)

  1. 燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池が複数積層され、前記燃料ガスを前記燃料電池の積層方向に流通させる燃料ガス連通孔を備えた燃料電池スタックを、平面視矩形状のスタックケースに収納するとともに、前記スタックケースは、ダッシュボードの前方に形成されたフロントルーム内に搭載される燃料電池車両であって、
    前記スタックケースの上面部には、少なくとも一方の対角位置に該スタックケース内を外部に連通する開口部が形成されることを特徴とする燃料電池車両。
  2. 請求項1記載の燃料電池車両において、前記スタックケースの上面部には、前記一方の対角位置と他方の対角位置とに、それぞれ前記開口部が設けられることを特徴とする燃料電池車両。
  3. 請求項1又は2記載の燃料電池車両において、前記開口部に一端が接続されるダクト部材を備え、
    前記フロントルームの車幅方向両端部には、該フロントルームの外部に連通し、且つ前記開口部よりも上方に位置して排出口が設けられるとともに、
    前記排出口には、前記ダクト部材の他端が接続されることを特徴とする燃料電池車両。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料電池車両において、前記スタックケースの上面部は、前記燃料電池スタックが対向する内面が平坦面に形成されることを特徴とする燃料電池車両。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の燃料電池車両において、
    前記開口部は、前記燃料ガス連通孔の鉛直方向上方に配置されることを特徴とする燃料電池車両。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の燃料電池車両において、前記スタックケースの下面部には、該スタックケース内に空気を導入する吸気用開口部が形成されることを特徴とする燃料電池車両。
  7. 請求項6記載の燃料電池車両において、前記吸気用開口部は、前記スタックケースの車両前方側に少なくとも2個以上設けられることを特徴とする燃料電池車両。
  8. 請求項7記載の燃料電池車両において、複数の前記吸気用開口部は、それぞれの断面積が異なることを特徴とする燃料電池車両。
  9. 請求項8記載の燃料電池車両において、前記燃料ガス連通孔側の前記吸気用開口部の断面積は、他の前記吸気用開口部の断面積よりも大きく設定されることを特徴とする燃料電池車両。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9701192B2 (en) 2015-08-27 2017-07-11 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell vehicle
JP2017135073A (ja) * 2016-01-29 2017-08-03 本田技研工業株式会社 車載用燃料電池スタック
JP2017152173A (ja) * 2016-02-24 2017-08-31 本田技研工業株式会社 車載用燃料電池スタック
JP2018081843A (ja) * 2016-11-17 2018-05-24 本田技研工業株式会社 車載用燃料電池スタック
JP2018149918A (ja) * 2017-03-13 2018-09-27 本田技研工業株式会社 燃料電池搭載車輌
JP2019129090A (ja) * 2018-01-25 2019-08-01 本田技研工業株式会社 排気装置
JP2019140009A (ja) * 2018-02-14 2019-08-22 本田技研工業株式会社 燃料電池システム
JP2020155212A (ja) * 2019-03-18 2020-09-24 本田技研工業株式会社 燃料電池スタック
US10944117B2 (en) 2018-03-26 2021-03-09 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell vehicle
US10964960B2 (en) 2018-03-30 2021-03-30 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell vehicle and fuel gas detector for fuel cell

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015065984A1 (en) * 2013-10-28 2015-05-07 Alternative Fuel Containers, Llc Fuel gas storage tank with supporting filter tube(s)
JP6104864B2 (ja) * 2014-09-02 2017-03-29 本田技研工業株式会社 燃料電池スタック及び燃料電池車両
KR101734622B1 (ko) * 2014-11-21 2017-05-11 현대자동차주식회사 연료전지 스택 체결 구조
JP6496233B2 (ja) * 2015-10-21 2019-04-03 本田技研工業株式会社 燃料電池車両
KR20180096986A (ko) * 2017-02-22 2018-08-30 말레 인터내셔널 게엠베하 연료 전지 스택
JP6743769B2 (ja) * 2017-06-16 2020-08-19 トヨタ自動車株式会社 燃料電池車両
JP6979006B2 (ja) * 2018-12-11 2021-12-08 本田技研工業株式会社 燃料電池システム
JP7165710B2 (ja) * 2020-10-30 2022-11-04 本田技研工業株式会社 燃料電池車両

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000225853A (ja) * 1999-02-09 2000-08-15 Nissan Motor Co Ltd 車載燃料電池のガス排出構造
JP2004134181A (ja) * 2002-10-09 2004-04-30 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池容器構造
JP2006071413A (ja) * 2004-09-01 2006-03-16 Toyota Motor Corp ガス検出システム及びガス検出方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5573867A (en) * 1996-01-31 1996-11-12 Westinghouse Electric Corporation Purge gas protected transportable pressurized fuel cell modules and their operation in a power plant
JP3791383B2 (ja) * 2001-10-10 2006-06-28 日産自動車株式会社 燃料電池車両の燃料タンク搭載構造
DE10150385B4 (de) * 2001-10-11 2005-12-08 Ballard Power Systems Ag Brennstoffzellensystem
JP2003173790A (ja) * 2001-12-06 2003-06-20 Honda Motor Co Ltd 車載用燃料電池システム
US20050095485A1 (en) * 2003-10-31 2005-05-05 3M Innovative Properties Company Fuel cell end plate assembly
JP2006004825A (ja) * 2004-06-18 2006-01-05 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池のケース構造
JP4820068B2 (ja) * 2004-08-02 2011-11-24 本田技研工業株式会社 燃料電池スタック
US20090203306A1 (en) * 2005-04-14 2009-08-13 Akihiko Sugata Handling Facility and Ventilation Device
DE112006002637B8 (de) * 2005-10-20 2014-05-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Brennstoffzellenstapel-Gehäuse
JP6144303B2 (ja) * 2015-08-27 2017-06-07 本田技研工業株式会社 燃料電池車両

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000225853A (ja) * 1999-02-09 2000-08-15 Nissan Motor Co Ltd 車載燃料電池のガス排出構造
JP2004134181A (ja) * 2002-10-09 2004-04-30 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池容器構造
JP2006071413A (ja) * 2004-09-01 2006-03-16 Toyota Motor Corp ガス検出システム及びガス検出方法

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9701192B2 (en) 2015-08-27 2017-07-11 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell vehicle
JP2017135073A (ja) * 2016-01-29 2017-08-03 本田技研工業株式会社 車載用燃料電池スタック
JP2017152173A (ja) * 2016-02-24 2017-08-31 本田技研工業株式会社 車載用燃料電池スタック
JP2018081843A (ja) * 2016-11-17 2018-05-24 本田技研工業株式会社 車載用燃料電池スタック
US10777825B2 (en) 2016-11-17 2020-09-15 Honda Motor Co., Ltd. In-vehicle fuel cell stack
JP2018149918A (ja) * 2017-03-13 2018-09-27 本田技研工業株式会社 燃料電池搭載車輌
US10686206B2 (en) 2018-01-25 2020-06-16 Honda Motor Co., Ltd. Exhaust apparatus
CN110085892A (zh) * 2018-01-25 2019-08-02 本田技研工业株式会社 排气装置
JP2019129090A (ja) * 2018-01-25 2019-08-01 本田技研工業株式会社 排気装置
CN110085892B (zh) * 2018-01-25 2022-05-13 本田技研工业株式会社 排气装置
JP2019140009A (ja) * 2018-02-14 2019-08-22 本田技研工業株式会社 燃料電池システム
US10944117B2 (en) 2018-03-26 2021-03-09 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell vehicle
US10964960B2 (en) 2018-03-30 2021-03-30 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell vehicle and fuel gas detector for fuel cell
JP2020155212A (ja) * 2019-03-18 2020-09-24 本田技研工業株式会社 燃料電池スタック
US11296348B2 (en) 2019-03-18 2022-04-05 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell stack
JP7103984B2 (ja) 2019-03-18 2022-07-20 本田技研工業株式会社 燃料電池スタック

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