JP2016037091A - Fuel battery vehicle - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel battery vehicle which enables a high voltage cable to be efficiently arranged to improve the space efficiency with a simple structure.SOLUTION: A fuel battery electric vehicle 10 includes: a fuel battery stack 14; and a first control unit 18 disposed on the fuel battery stack 14. The fuel battery stack 14 and the first control unit 18 are connected with a high voltage cable 98a. A first connection part 100a which connects the high voltage cable 98a with the first control unit 18 and a second connection part 102a which connects the high voltage cable 98a with the fuel battery stack 14 are disposed at positions which do not overlap with each other along a horizontal direction and a vertical direction in a front surface view.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、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を有する燃料電池車両に関する。   The present invention relates to a fuel cell vehicle having a fuel cell that generates electricity by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas.

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の面側にアノード電極が、他方の面側にカソード電極が、それぞれ配設された電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を備えている。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、発電セルを構成している。燃料電池は、通常、所定の数の発電セルが積層されることにより、例えば、車載用燃料電池スタックとして燃料電池車両（燃料電池電気自動車等）に組み込まれている。   For example, in a polymer electrolyte fuel cell, an electrolyte membrane / electrode structure in which an anode electrode is disposed on one side of an electrolyte membrane made of a polymer ion exchange membrane and a cathode electrode is disposed on the other surface side ( MEA). The electrolyte membrane / electrode structure constitutes a power generation cell by being sandwiched between separators. A fuel cell is usually incorporated in a fuel cell vehicle (fuel cell electric vehicle or the like) as a vehicle fuel cell stack, for example, by stacking a predetermined number of power generation cells.

燃料電池車両では、例えば、乗員スペースの制約を緩和することを可能にするために、特許文献１に開示されている燃料電池システムの車載構造が知られている。この車載構造では、車軸を駆動するためのモータと、前記モータに電源を供給するための燃料電池と、前記モータと前記燃料電池の動作を制御するための制御ユニットとを備えている。そして、モータと燃料電池と制御ユニットとは、前記燃料電池の上部に前記制御ユニットが配置され且つ前記燃料電池の下方に前記モータが配置された状態で、電気自動車の同一の車体空間内に配設されている。   In a fuel cell vehicle, for example, an in-vehicle structure of a fuel cell system disclosed in Patent Document 1 is known in order to ease restrictions on passenger space. This in-vehicle structure includes a motor for driving the axle, a fuel cell for supplying power to the motor, and a control unit for controlling the operation of the motor and the fuel cell. The motor, the fuel cell, and the control unit are arranged in the same vehicle space of the electric vehicle with the control unit disposed above the fuel cell and the motor disposed below the fuel cell. It is installed.

特開２００２−３７０５４４号公報JP 2002-370544 A

上記の車載構造では、通常、制御ユニットと燃料電池とは、高電圧配線により接続されている。従って、比較的大径で柔軟性に劣る高電圧配線を確実に取り回すために、制御ユニットと燃料電池とを離間させる必要がある。これにより、制御ユニットを燃料電池の上部にコンパクトに配置することができず、車両内のスペースを効率的に活用することが困難になるという問題がある。   In the above-described on-vehicle structure, the control unit and the fuel cell are usually connected by high voltage wiring. Therefore, it is necessary to separate the control unit and the fuel cell in order to reliably route the high voltage wiring having a relatively large diameter and inflexibility. As a result, the control unit cannot be compactly arranged on the upper part of the fuel cell, and there is a problem that it is difficult to efficiently use the space in the vehicle.

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、高電圧ケーブルを効率的に配線することができ、スペース効率を良好に向上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。   The present invention solves this type of problem, and provides a fuel cell vehicle capable of efficiently wiring a high-voltage cable with a simple configuration and capable of improving space efficiency satisfactorily. For the purpose.

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と、前記燃料電池の上部に配置され、該燃料電池の出力を制御する制御装置とを備えている。燃料電池と制御装置とは、高電圧ケーブルにより接続されている。   A fuel cell vehicle according to the present invention includes a fuel cell that generates electric power by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas, and a control device that is disposed above the fuel cell and controls the output of the fuel cell. Yes. The fuel cell and the control device are connected by a high voltage cable.

この燃料電池車両は、高電圧ケーブルの一端部と制御装置とを接続する第１接続部と、前記高電圧ケーブルの他端部と燃料電池とを接続する第２接続部と、を有している。そして、第１接続部と第２接続部とは、高電圧ケーブルの正面視で、水平方向及び鉛直方向に沿って互いに重なり合わない位置に配置されている。   The fuel cell vehicle includes a first connection portion that connects one end portion of the high voltage cable and the control device, and a second connection portion that connects the other end portion of the high voltage cable and the fuel cell. Yes. And the 1st connection part and the 2nd connection part are arranged in the position which does not mutually overlap along a horizontal direction and a perpendicular direction in the front view of a high voltage cable.

また、この燃料電池車両では、燃料電池及び制御装置は、車両前方のフロントボックスに配置されることが好ましい。その際、第１接続部は、第２接続部よりも車両前後方向後方に配置され、且つ、前記第１接続部は、燃料電池の平面視で、該燃料電池の平面領域内に配置されることが好ましい。   Further, in this fuel cell vehicle, the fuel cell and the control device are preferably arranged in a front box in front of the vehicle. At this time, the first connection portion is disposed behind the second connection portion in the vehicle front-rear direction, and the first connection portion is disposed in a planar area of the fuel cell in a plan view of the fuel cell. It is preferable.

さらに、この燃料電池車両では、高電圧ケーブルは、車両前後方向前方に突出するように湾曲する湾曲部を有することが好ましい。   Furthermore, in this fuel cell vehicle, the high voltage cable preferably has a curved portion that curves so as to protrude forward in the vehicle front-rear direction.

本発明によれば、第１接続部と第２接続部とは、高電圧ケーブルの正面視で、水平方向及び鉛直方向に沿って互いに重なり合わない位置に配置されている。このため、燃料電池と制御装置とが、互いに近接して配置された状態で、第１接続部と第２接続部との距離を有効に長尺化させることができる。従って、高電圧ケーブルは、必要以上に屈曲されることがなく、容易且つ良好にレイアウトすることが可能になる。   According to the present invention, the first connection portion and the second connection portion are arranged at positions that do not overlap each other along the horizontal direction and the vertical direction in a front view of the high-voltage cable. For this reason, the distance between the first connection portion and the second connection portion can be effectively lengthened in a state where the fuel cell and the control device are arranged close to each other. Therefore, the high voltage cable is not bent more than necessary, and can be laid out easily and satisfactorily.

本発明の実施形態に係る燃料電池電気自動車の前方側の概略側面説明図である。1 is a schematic side view of a front side of a fuel cell electric vehicle according to an embodiment of the present invention. 前記燃料電池電気自動車の概略平面説明図である。2 is a schematic plan view of the fuel cell electric vehicle. FIG. 前記燃料電池電気自動車の要部側面図である。It is a principal part side view of the said fuel cell electric vehicle. 前記燃料電池電気自動車を構成する燃料電池スタックの一部分解斜視説明図である。FIG. 3 is a partially exploded perspective view of a fuel cell stack constituting the fuel cell electric vehicle.

図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る燃料電池電気自動車（燃料電池車両）１０は、モータルーム（フロントボックス）１２を有する。モータルーム１２は、隔壁部材（ダッシュボード）１２ｗにより車室１２ｃａから隔離されて設けられる。   As shown in FIGS. 1 and 2, a fuel cell electric vehicle (fuel cell vehicle) 10 according to an embodiment of the present invention has a motor room (front box) 12. The motor room 12 is provided by being separated from the vehicle compartment 12ca by a partition member (dashboard) 12w.

モータルーム１２には、車体フレームを構成する第１車両フレーム部（例えば、サイドフレーム）１３Ｒ、１３Ｌが矢印Ａ方向に延在して設けられる。第１車両フレーム部１３Ｒ、１３Ｌの下方には、第２車両フレーム部（例えば、クロスメンバー）１３ＳＦが矢印Ａ方向に延在して設けられる。   The motor room 12 is provided with first vehicle frame portions (for example, side frames) 13R and 13L constituting a body frame extending in the arrow A direction. Below the first vehicle frame portions 13R and 13L, a second vehicle frame portion (for example, a cross member) 13SF is provided extending in the arrow A direction.

モータルーム１２には、燃料電池スタック１４、走行用モータ１６、第１制御装置１８及び第２制御装置２０が配置される。概略的には、燃料電池スタック１４は、第１車両フレーム部１３Ｒ、１３Ｌに搭載され、第１制御装置１８は、前記燃料電池スタック１４の鉛直方向上部に配置される（図１及び図３参照）。   In the motor room 12, a fuel cell stack 14, a traveling motor 16, a first control device 18, and a second control device 20 are disposed. Schematically, the fuel cell stack 14 is mounted on the first vehicle frame portions 13R and 13L, and the first control device 18 is disposed at an upper portion in the vertical direction of the fuel cell stack 14 (see FIGS. 1 and 3). ).

走行用モータ１６は、軸方向を車両幅方向（矢印Ｂ方向）に延在させて第２車両フレーム部１３ＳＦに搭載されるとともに、燃料電池スタック１４の鉛直方向下部に配置される。第２制御装置２０は、燃料電池スタック１４の鉛直方向下部に且つ走行用モータ１６の側方に配置される。   The travel motor 16 is mounted on the second vehicle frame portion 13SF with its axial direction extending in the vehicle width direction (arrow B direction), and is disposed at the lower portion of the fuel cell stack 14 in the vertical direction. The second control device 20 is disposed in the lower part of the fuel cell stack 14 in the vertical direction and on the side of the traveling motor 16.

燃料電池スタック１４は、図２及び図４に示すように、燃料電池２２と、積層された複数の前記燃料電池２２を収容する筐体２４とを備える。燃料電池２２は、図４に示すように、電極面を立位姿勢にして燃料電池電気自動車１０の車長方向（車両前後方向）（矢印Ａ方向）に交差する車幅方向（矢印Ｂ方向）に積層される。   As shown in FIGS. 2 and 4, the fuel cell stack 14 includes a fuel cell 22 and a casing 24 that houses the plurality of stacked fuel cells 22. As shown in FIG. 4, the fuel cell 22 has the electrode surface in a standing posture, and the vehicle width direction (arrow B direction) intersecting the vehicle length direction (vehicle front-rear direction) (arrow A direction) of the fuel cell electric vehicle 10 Is laminated.

燃料電池２２の積層方向一端には、第１ターミナルプレート２６ａ、第１絶縁プレート２８ａ及び第１エンドプレート３０ａが、外方に向かって、順次、配設される。燃料電池２２の積層方向他端には、第２ターミナルプレート２６ｂ、第２絶縁プレート２８ｂ及び第２エンドプレート３０ｂが、外方に向かって、順次、配設される。第２絶縁プレート２８ｂと第２エンドプレート３０ｂとの間には、積層方向の寸法ばらつきを調整するために、必要に応じてスペーサ（図示せず）が介装される。   At one end in the stacking direction of the fuel cell 22, a first terminal plate 26a, a first insulating plate 28a, and a first end plate 30a are sequentially disposed outward. At the other end of the fuel cell 22 in the stacking direction, a second terminal plate 26b, a second insulating plate 28b, and a second end plate 30b are sequentially disposed outward. A spacer (not shown) is interposed between the second insulating plate 28b and the second end plate 30b as necessary in order to adjust the dimensional variation in the stacking direction.

横長形状（長方形状）の第１エンドプレート３０ａの略中央部（中央部から偏心していてもよい）からは、第１ターミナルプレート２６ａに接続された第１電力出力端子３２ａが外方に向かって延在する。横長形状（長方形状）の第２エンドプレート３０ｂの略中央部からは、第２ターミナルプレート２６ｂに接続された第２電力出力端子３２ｂが外方に向かって延在する。   A first power output terminal 32a connected to the first terminal plate 26a faces outward from a substantially central portion (which may be eccentric from the central portion) of the horizontally long (rectangular) first end plate 30a. Extend. A second power output terminal 32b connected to the second terminal plate 26b extends outward from a substantially central portion of the horizontally long (rectangular) second end plate 30b.

図４に示すように、第１エンドプレート３０ａと第２エンドプレート３０ｂとの各辺間には、それぞれ各辺の中央位置に対応して一定の長さを有する連結バー３４が配置される。連結バー３４の両端は、ねじ３６により第１エンドプレート３０ａと第２エンドプレート３０ｂとに固定され、複数の積層された燃料電池２２に積層方向（矢印Ｂ方向）の締め付け荷重を付与する。   As shown in FIG. 4, a connecting bar 34 having a certain length is arranged between each side of the first end plate 30a and the second end plate 30b corresponding to the center position of each side. Both ends of the connecting bar 34 are fixed to the first end plate 30a and the second end plate 30b by screws 36, and a tightening load in the stacking direction (arrow B direction) is applied to the plurality of stacked fuel cells 22.

燃料電池２２は、図示しないが、電解質膜・電極構造体と、前記電解質膜・電極構造体を挟持する一対のセパレータとを備える。電解質膜・電極構造体は、固体高分子電解質膜の両面にカソード電極とアノード電極とが設けられる、カソード電極には、酸化剤ガス（例えば、空気）が供給される一方、アノード電極には、燃料ガス（例えば、水素ガス）が供給され、前記酸化剤ガスと前記燃料ガスとの電気化学反応により発電する。   Although not shown, the fuel cell 22 includes an electrolyte membrane / electrode structure and a pair of separators that sandwich the electrolyte membrane / electrode structure. In the electrolyte membrane / electrode structure, a cathode electrode and an anode electrode are provided on both sides of the solid polymer electrolyte membrane. The cathode electrode is supplied with an oxidant gas (for example, air), while the anode electrode has A fuel gas (for example, hydrogen gas) is supplied, and power is generated by an electrochemical reaction between the oxidant gas and the fuel gas.

第１エンドプレート３０ａには、酸化剤ガス供給マニホールド部材４０ａ、酸化剤ガス排出マニホールド部材４０ｂ、燃料ガス供給マニホールド部材４２ａ及び燃料ガス排出マニホールド部材４２ｂが取り付けられる。酸化剤ガス供給マニホールド部材４０ａは、各燃料電池２２のカソード電極に酸化剤ガスを供給し、酸化剤ガス排出マニホールド部材４０ｂは、前記カソード電極から使用後の前記酸化剤ガスを排出する。燃料ガス供給マニホールド部材４２ａは、各燃料電池２２のアノード電極に燃料ガスを供給し、燃料ガス排出マニホールド部材４２ｂは、前記アノード電極から使用後の前記燃料ガスを排出する。   An oxidant gas supply manifold member 40a, an oxidant gas discharge manifold member 40b, a fuel gas supply manifold member 42a, and a fuel gas discharge manifold member 42b are attached to the first end plate 30a. The oxidant gas supply manifold member 40a supplies oxidant gas to the cathode electrode of each fuel cell 22, and the oxidant gas discharge manifold member 40b discharges the used oxidant gas from the cathode electrode. The fuel gas supply manifold member 42a supplies fuel gas to the anode electrode of each fuel cell 22, and the fuel gas discharge manifold member 42b discharges the used fuel gas from the anode electrode.

図２及び図３に示すように、第２エンドプレート３０ｂには、冷却媒体供給マニホールド部材４４ａ及び冷却媒体排出マニホールド部材４４ｂが取り付けられる。冷却媒体供給マニホールド部材４４ａは、各燃料電池２２又は所定数の前記燃料電池２２に沿って冷却媒体を供給する一方、冷却媒体排出マニホールド部材４４ｂは、冷却に使用された前記冷却媒体を排出する。   As shown in FIGS. 2 and 3, a cooling medium supply manifold member 44a and a cooling medium discharge manifold member 44b are attached to the second end plate 30b. The cooling medium supply manifold member 44a supplies the cooling medium along each fuel cell 22 or a predetermined number of the fuel cells 22, while the cooling medium discharge manifold member 44b discharges the cooling medium used for cooling.

筐体２４は、図４に示すように、車幅方向（矢印Ｂ方向）両端の２辺（面）が第１エンドプレート３０ａ及び第２エンドプレート３０ｂにより構成される。筐体２４の車長方向（矢印Ａ方向）両端の２辺（面）は、横長プレート形状の前方サイドパネル４６及び後方サイドパネル４８により構成される。筐体２４の車高方向（矢印Ｃ方向）両端の２辺（面）は、上方サイドパネル５０及び下方サイドパネル５２により構成される。上方サイドパネル５０及び下方サイドパネル５２は、横長プレート形状を有する。   As shown in FIG. 4, the housing 24 is configured by a first end plate 30 a and a second end plate 30 b at two sides (surfaces) at both ends in the vehicle width direction (arrow B direction). Two sides (surfaces) at both ends in the vehicle length direction (arrow A direction) of the casing 24 are constituted by a front side panel 46 and a rear side panel 48 having a horizontally long plate shape. Two sides (surfaces) at both ends in the vehicle height direction (arrow C direction) of the casing 24 are constituted by an upper side panel 50 and a lower side panel 52. The upper side panel 50 and the lower side panel 52 have a horizontally long plate shape.

前方サイドパネル４６、後方サイドパネル４８、上方サイドパネル５０及び下方サイドパネル５２は、第１エンドプレート３０ａ及び第２エンドプレート３０ｂの側部に設けられた各ねじ穴５４に、各孔部５６を介してねじ５８を螺入することにより固定される。   The front side panel 46, the rear side panel 48, the upper side panel 50, and the lower side panel 52 have holes 56 formed in the screw holes 54 provided on the side portions of the first end plate 30a and the second end plate 30b. It is fixed by screwing the screw 58 through.

図１及び図２に示すように、燃料電池スタック１４には、前記燃料電池スタック１４を支持して第１車両フレーム部１３Ｒ、１３Ｌに固定する側方マウント部６０ａ、６０ｂが設けられる。図１及び図４に示すように、側方マウント部６０ａは、断面Ｌ字状に屈曲する板部材６２ａを有し、前記板部材６２ａは、複数本のねじ６４を介して第１エンドプレート３０ａの矢印Ａｆ方向前方側にねじ止めされる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the fuel cell stack 14 is provided with side mount portions 60a and 60b that support the fuel cell stack 14 and are fixed to the first vehicle frame portions 13R and 13L. As shown in FIGS. 1 and 4, the side mount portion 60 a includes a plate member 62 a that is bent in an L-shaped cross section, and the plate member 62 a is connected to the first end plate 30 a via a plurality of screws 64. Are screwed to the front side in the direction of arrow Af.

側方マウント部６０ａは、図１及び図２に示すように、燃料電池スタック１４の車幅方向一端に板部材６２ａを介して固定される衝撃緩衝部（液封マウント）６６ａを備える。衝撃緩衝部６６ａには、前記衝撃緩衝部６６ａを第１車両フレーム部１３Ｌに取り付ける２本の取り付け部６８ａ、７０ａが設けられる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the side mount portion 60a includes an impact buffering portion (liquid seal mount) 66a that is fixed to one end in the vehicle width direction of the fuel cell stack 14 via a plate member 62a. The shock buffering portion 66a is provided with two mounting portions 68a and 70a for mounting the shock buffering portion 66a to the first vehicle frame portion 13L.

側方マウント部６０ｂは、図２に示すように、上記の側方マウント部６０ａと同様に構成される。同一の構成要素には、同一の参照数字にａに代えてｂを付し、その詳細な説明は省略する。側方マウント部６０ｂは、第１車両フレーム部１３Ｒにねじ止め固定される。   As shown in FIG. 2, the side mount portion 60b is configured in the same manner as the side mount portion 60a. The same components are denoted by the same reference numerals with b instead of a, and detailed description thereof is omitted. The side mount portion 60b is screwed and fixed to the first vehicle frame portion 13R.

図１に示すように、燃料電池スタック１４の車両前後方向後方部には、一対の後方マウント部７２の一端がねじ７４を介して固定される。走行用モータ１６の車両前後方向後方部には、モータマウント部７６の一端が装着される。後方マウント部７２とモータマウント部７６とは、連結マウント部７８に一体化されるとともに、前記連結マウント部７８は、第２車両フレーム部１３ＳＦにねじ止めされる。   As shown in FIG. 1, one end of a pair of rear mount portions 72 is fixed to the rear portion of the fuel cell stack 14 in the vehicle front-rear direction via screws 74. One end of a motor mount portion 76 is attached to the rear portion of the traveling motor 16 in the vehicle front-rear direction. The rear mount portion 72 and the motor mount portion 76 are integrated with the connection mount portion 78, and the connection mount portion 78 is screwed to the second vehicle frame portion 13SF.

後方マウント部７２の他端は、ゴム部材８０を介して連結マウント部７８の上端側にねじ止めされる。モータマウント部７６の他端は、ゴム部材８２を介して連結マウント部７８の下端側にねじ止めされる。連結マウント部７８の下部には、取り付け部８４ａ、８４ｂが設けられ、前記取り付け部８４ａ、８４ｂは、第２車両フレーム部１３ＳＦにねじ７４により固定される。   The other end of the rear mount portion 72 is screwed to the upper end side of the connection mount portion 78 via the rubber member 80. The other end of the motor mount portion 76 is screwed to the lower end side of the connection mount portion 78 via the rubber member 82. Mounting portions 84a and 84b are provided below the connection mount portion 78, and the mounting portions 84a and 84b are fixed to the second vehicle frame portion 13SF with screws 74.

走行用モータ１６の車両前後方向前方部には、モータマウント部８６が設けられる。モータマウント部８６は、第２車両フレーム部１３ＳＦにねじ止めされる。燃料電池スタック１４の下面と走行用モータ１６の上面との間には、空間８８が形成される。   A motor mount portion 86 is provided at the front portion of the traveling motor 16 in the vehicle front-rear direction. The motor mount portion 86 is screwed to the second vehicle frame portion 13SF. A space 88 is formed between the lower surface of the fuel cell stack 14 and the upper surface of the traveling motor 16.

第１制御装置１８は、燃料電池スタック１４の出力を制御する電圧電流制御ユニット（ＶＣＵ）（ Voltage and current Control Unit）を構成する。図１〜図３に示すように、第１制御装置１８は、燃料電池スタック１４を構成する筐体２４の上面領域内に配置された状態で、前記筐体２４に複数のねじ７４により固定される。   The first controller 18 constitutes a voltage and current control unit (VCU) that controls the output of the fuel cell stack 14. As shown in FIGS. 1 to 3, the first control device 18 is fixed to the housing 24 by a plurality of screws 74 in a state where the first control device 18 is disposed in the upper surface region of the housing 24 constituting the fuel cell stack 14. The

図２に示すように、第１制御装置１８は、車幅方向一端側を後方から前方側に切り欠いた凹部９０を設ける。凹部９０を構成する側面（矢印Ｂ方向に延在する面）９０ｓａには、高電圧ケーブル９４ａ、９４ｂの一端を接続させる第１接続端子部９６ａが設けられる。   As shown in FIG. 2, the first control device 18 is provided with a recess 90 in which one end in the vehicle width direction is cut out from the rear to the front. A first connection terminal portion 96a for connecting one end of the high voltage cables 94a and 94b is provided on a side surface (surface extending in the direction of arrow B) 90sa constituting the recess 90.

凹部９０を構成する側面（矢印Ａ方向に延在する面）９０ｓｂには、高電圧ケーブル９８ａの一端が第１接続部１００ａを介して接続される接続端子１０１ａが設けられる。高電圧ケーブル９８ａの他端は、燃料電池スタック１４の第１電力出力端子３２ａに第２接続部１０２ａを介して接続される。   A connection terminal 101a to which one end of the high voltage cable 98a is connected via the first connection portion 100a is provided on a side surface (surface extending in the direction of arrow A) 90sb constituting the recess 90. The other end of the high voltage cable 98a is connected to the first power output terminal 32a of the fuel cell stack 14 via the second connection portion 102a.

図１に示すように、第１接続部１００ａと第２接続部１０２ａとは、高電圧ケーブル９８ａの正面視で、水平方向（矢印Ａ方向）及び鉛直方向（矢印Ｃ方向）に沿って互いに重なり合わない位置に配置される。第１接続部１００ａは、第２接続部１０２ａよりも車両前後方向後方（矢印Ａｂ方向）に配置される。図２に示すように、第１接続部１００ａは、燃料電池スタック１４の平面視で、該燃料電池スタック１４の平面領域内に配置される。   As shown in FIG. 1, the first connection portion 100a and the second connection portion 102a overlap each other along the horizontal direction (arrow A direction) and the vertical direction (arrow C direction) in the front view of the high-voltage cable 98a. It is arranged at a position that does not fit. The first connection part 100a is arranged behind the second connection part 102a in the vehicle front-rear direction (arrow Ab direction). As shown in FIG. 2, the first connection portion 100 a is disposed in a planar area of the fuel cell stack 14 in a plan view of the fuel cell stack 14.

図１に示すように、高電圧ケーブル９８ａは、車両前後方向前方（矢印Ａｆ方向）に突出するように湾曲する湾曲部９８ａｗを有する。高電圧ケーブル９８ａは、第１接続部１００ａ及び第２接続部１０２ａの相対角度を調整することにより、湾曲部９８ａｗを形成することができる。高電圧ケーブル９８ａは、筒状のカバー１０３ａに囲繞される。   As shown in FIG. 1, the high voltage cable 98a has a curved portion 98aw that curves so as to protrude forward in the vehicle front-rear direction (arrow Af direction). The high voltage cable 98a can form the curved portion 98aw by adjusting the relative angle between the first connection portion 100a and the second connection portion 102a. The high voltage cable 98a is surrounded by a cylindrical cover 103a.

第１制御装置１８は、車幅方向他端側を後方から前方側に切り欠いた凹部９１を設ける。凹部９１を構成する側面（矢印Ａ方向に延在する面）には、高電圧ケーブル９８ｂの一端が第１接続部１００ｂを介して接続される接続端子１０１ｂが設けられる（図２及び図３参照）。図３に示すように、高電圧ケーブル９８ｂの他端は、燃料電池スタック１４の第２電力出力端子３２ｂに第２接続部１０２ｂを介して接続される。   The first control device 18 is provided with a recess 91 in which the other end in the vehicle width direction is cut out from the rear to the front. A connection terminal 101b to which one end of the high-voltage cable 98b is connected via the first connection part 100b is provided on the side surface (surface extending in the direction of arrow A) constituting the recess 91 (see FIGS. 2 and 3). ). As shown in FIG. 3, the other end of the high voltage cable 98b is connected to the second power output terminal 32b of the fuel cell stack 14 via the second connection portion 102b.

第１接続部１００ｂと第２接続部１０２ｂとは、高電圧ケーブル９８ｂの正面視で、水平方向（矢印Ａ方向）及び鉛直方向（矢印Ｃ方向）に沿って互いに重なり合わない位置に配置される。第１接続部１００ｂは、第２接続部１０２ｂよりも車両前後方向後方（矢印Ａｂ方向）に配置される。図２に示すように、第１接続部１００ｂは、燃料電池スタック１４の平面視で、該燃料電池スタック１４の平面領域内に配置される。   The first connection portion 100b and the second connection portion 102b are arranged at positions that do not overlap each other along the horizontal direction (arrow A direction) and the vertical direction (arrow C direction) in the front view of the high-voltage cable 98b. . The first connection portion 100b is arranged behind the second connection portion 102b in the vehicle front-rear direction (arrow Ab direction). As shown in FIG. 2, the first connection portion 100 b is disposed in a planar area of the fuel cell stack 14 in a plan view of the fuel cell stack 14.

図３に示すように、高電圧ケーブル９８ｂは、車両前後方向前方（矢印Ａｆ方向）に突出するように湾曲する湾曲部９８ｂｗを有する。高電圧ケーブル９８ｂは、第１接続部１００ｂ及び第２接続部１０２ｂの相対角度を調整することにより、湾曲部９８ｂｗを形成する。高電圧ケーブル９８ｂは、筒状のカバー１０３ｂに囲繞される。   As shown in FIG. 3, the high voltage cable 98b has a curved portion 98bw that curves so as to protrude forward in the vehicle front-rear direction (arrow Af direction). The high voltage cable 98b forms a curved portion 98bw by adjusting the relative angle between the first connection portion 100b and the second connection portion 102b. The high voltage cable 98b is surrounded by a cylindrical cover 103b.

第２制御装置２０は、走行用モータ１６に供給される電力を制御するパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）を構成する。図１に示すように、第２制御装置２０は、走行用モータ１６の車両前後方向前方に且つ前記走行用モータ１６の車幅方向の寸法内に配置され、該走行用モータ１６に複数のねじ７４により固定される。図１に示すように、第２制御装置２０の上部には、高電圧ケーブル９４ａ、９４ｂの他端を接続させる第２接続端子部９６ｂが設けられる。   The second control device 20 constitutes a power control unit (PCU) that controls electric power supplied to the traveling motor 16. As shown in FIG. 1, the second control device 20 is disposed in front of the traveling motor 16 in the vehicle front-rear direction and within the dimension in the vehicle width direction of the traveling motor 16, and the traveling motor 16 has a plurality of screws. 74 is fixed. As shown in FIG. 1, a second connection terminal portion 96 b for connecting the other ends of the high voltage cables 94 a and 94 b is provided on the upper portion of the second control device 20.

燃料電池スタック１４の下面には、燃料電池スタック１４のセル電圧を検出するセル電圧検出装置１０４が装着される。セル電圧検出装置１０４は、燃料電池スタック１４の下面領域内（空間８８内）に収容されて配置される。   A cell voltage detection device 104 that detects a cell voltage of the fuel cell stack 14 is attached to the lower surface of the fuel cell stack 14. The cell voltage detection device 104 is accommodated and arranged in the lower surface region (in the space 88) of the fuel cell stack 14.

このように構成される燃料電池電気自動車１０において、燃料電池スタック１４の動作について、以下に説明する。   In the fuel cell electric vehicle 10 configured as described above, the operation of the fuel cell stack 14 will be described below.

先ず、図４に示すように、第１エンドプレート３０ａの酸化剤ガス供給マニホールド部材４０ａには、酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給される。第１エンドプレート３０ａの燃料ガス供給マニホールド部材４２ａには、水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。一方、第２エンドプレート３０ｂでは、図２及び図３に示すように、冷却媒体供給マニホールド部材４４ａには、純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体が供給される。   First, as shown in FIG. 4, an oxidizing gas such as an oxygen-containing gas is supplied to the oxidizing gas supply manifold member 40a of the first end plate 30a. A fuel gas such as a hydrogen-containing gas is supplied to the fuel gas supply manifold member 42a of the first end plate 30a. On the other hand, in the second end plate 30b, as shown in FIGS. 2 and 3, a cooling medium such as pure water, ethylene glycol, or oil is supplied to the cooling medium supply manifold member 44a.

このため、各燃料電池２２では、カソード電極に供給される酸化剤ガスと、アノード電極に供給される燃料ガスとの電気化学反応により発電する。各燃料電池２２は、電気的に直列に接続されており、燃料電池スタック１４の両極である第１電力出力端子３２ａと第２電力出力端子３２ｂとの間に発電電力が発生する。   Therefore, each fuel cell 22 generates power by an electrochemical reaction between the oxidant gas supplied to the cathode electrode and the fuel gas supplied to the anode electrode. The fuel cells 22 are electrically connected in series, and generated power is generated between the first power output terminal 32a and the second power output terminal 32b, which are both poles of the fuel cell stack 14.

第１電力出力端子３２ａに接続される高電圧ケーブル９８ａ及び第２電力出力端子３２ｂに接続される高電圧ケーブル９８ｂを介して、第１制御装置１８に発電電力が供給される。第１制御装置１８により電圧（及び電流）制御が行われ、前記第１制御装置１８に高電圧ケーブル９４ａ、９４ｂを介して電気的に接続されている第２制御装置２０に電力が供給される。第２制御装置２０では、走行用モータ１６に所望の電力が供給され、燃料電池電気自動車１０が走行可能な状態になる。   The generated power is supplied to the first control device 18 via the high voltage cable 98a connected to the first power output terminal 32a and the high voltage cable 98b connected to the second power output terminal 32b. Voltage (and current) control is performed by the first control device 18, and power is supplied to the second control device 20 electrically connected to the first control device 18 via high-voltage cables 94a and 94b. . In the second control device 20, desired power is supplied to the traveling motor 16, and the fuel cell electric vehicle 10 is ready to travel.

この場合、本実施形態では、図１及び図３に示すように、第１制御装置１８と燃料電池スタック１４とは、高電圧ケーブル９８ａ、９８ｂにより接続されている。高電圧ケーブル９８ａにおいて、第１接続部１００ａと第２接続部１０２ａとは、前記高電圧ケーブル９８ａの正面視で、水平方向（矢印Ａ方向）及び鉛直方向（矢印Ｃ方向）に沿って互いに重なり合わない位置に配置されている（図１参照）。   In this case, in the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 3, the first control device 18 and the fuel cell stack 14 are connected by high-voltage cables 98a and 98b. In the high voltage cable 98a, the first connection portion 100a and the second connection portion 102a overlap each other along the horizontal direction (arrow A direction) and the vertical direction (arrow C direction) in the front view of the high voltage cable 98a. It is arranged at a position that does not match (see FIG. 1).

このため、燃料電池スタック１４と第１制御装置１８とが、互いに近接して配置された状態で、第１接続部１００ａと第２接続部１０２ａとの距離を有効に長尺化させることができる。従って、高電圧ケーブル９８ａは、必要以上に屈曲されることがなく、容易且つ良好にレイアウトすることが可能になるという効果が得られる。   For this reason, the distance between the first connection part 100a and the second connection part 102a can be effectively lengthened in a state where the fuel cell stack 14 and the first control device 18 are arranged close to each other. . Therefore, the high voltage cable 98a is not bent more than necessary, and an effect is obtained that the layout can be easily and satisfactorily performed.

さらに、第１接続部１００ａは、第２接続部１０２ａよりも車両前後方向後方に配置されるとともに、前記第１接続部１００ａは、燃料電池スタック１４の平面視で、該燃料電池スタック１４の平面領域内に配置されている（図２参照）。これにより、燃料電池電気自動車１０に外部荷重（衝撃）が付与された際、第１接続部１００ａが損傷することを確実に抑制することができる。   Further, the first connection portion 100a is disposed behind the second connection portion 102a in the vehicle front-rear direction, and the first connection portion 100a is a plan view of the fuel cell stack 14 in a plan view of the fuel cell stack 14. It is arranged in the region (see FIG. 2). Thereby, when the external load (impact) is given to the fuel cell electric vehicle 10, it can suppress reliably that the 1st connection part 100a is damaged.

さらにまた、図１に示すように、高電圧ケーブル９８ａは、車両前後方向前方に突出するように湾曲する湾曲部９８ａｗを有している。このため、燃料電池電気自動車１０に前方から外部荷重（衝撃）が付与された際、高電圧ケーブル９８ａに後方の部品が衝突することを阻止することが可能になり、前記高電圧ケーブル９８ａを良好に保護することができる。   Furthermore, as shown in FIG. 1, the high voltage cable 98a has a curved portion 98aw that curves so as to protrude forward in the vehicle front-rear direction. For this reason, when an external load (impact) is applied to the fuel cell electric vehicle 10 from the front, it is possible to prevent a rear part from colliding with the high voltage cable 98a, and the high voltage cable 98a is excellent. Can be protected.

また、高電圧ケーブル９８ｂ側では、上記の高電圧ケーブル９８ａ側と同様の効果が得られる。   Further, on the high voltage cable 98b side, the same effect as that on the high voltage cable 98a side can be obtained.

１０…燃料電池電気自動車 １２…モータルーム
１６…走行用モータ １８、２０…制御装置
２２…燃料電池 ２４…筐体
２６ａ、２６ｂ…ターミナルプレート ２８ａ、２８ｂ…絶縁プレート
３０ａ、３０ｂ…エンドプレート ３２ａ、３２ｂ…電力出力端子
６０ａ、６０ｂ…側方マウント部 ７２…後方マウント部
７６、８６…モータマウント部 ７８…連結マウント部
９４ａ、９４ｂ、９８ａ、９８ｂ…高電圧ケーブル
９８ａｗ、９８ｂｗ…湾曲部
１００ａ、１００ｂ、１０２ａ、１０２ｂ…接続部
１０１ａ、１０１ｂ…接続端子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fuel cell electric vehicle 12 ... Motor room 16 ... Driving motor 18, 20 ... Control device 22 ... Fuel cell 24 ... Housing 26a, 26b ... Terminal plate 28a, 28b ... Insulating plate 30a, 30b ... End plate 32a, 32b Power output terminals 60a, 60b Side mount portions 72 Back mount portions 76, 86 Motor mount portions 78 Connection mount portions 94a, 94b, 98a, 98b High voltage cables 98aw, 98bw Curved portions
100a, 100b, 102a, 102b ... connection portions 101a, 101b ... connection terminals

Claims (3)

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と、
前記燃料電池の上部に配置され、該燃料電池の出力を制御する制御装置と、
前記燃料電池と前記制御装置とを接続する高電圧ケーブルと、
を備える燃料電池車両であって、
前記高電圧ケーブルの一端部と前記制御装置とを接続する第１接続部と、
前記高電圧ケーブルの他端部と前記燃料電池とを接続する第２接続部と、
を有するとともに、
前記第１接続部と前記第２接続部とは、前記高電圧ケーブルの正面視で、水平方向及び鉛直方向に沿って互いに重なり合わない位置に配置されることを特徴とする燃料電池車両。 A fuel cell that generates electricity by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas;
A control device disposed on an upper part of the fuel cell and controlling an output of the fuel cell;
A high-voltage cable connecting the fuel cell and the control device;
A fuel cell vehicle comprising:
A first connecting portion for connecting one end of the high-voltage cable and the control device;
A second connecting portion for connecting the other end of the high voltage cable and the fuel cell;
And having
The fuel cell vehicle, wherein the first connection portion and the second connection portion are arranged at positions that do not overlap each other along a horizontal direction and a vertical direction in a front view of the high-voltage cable. 請求項１記載の燃料電池車両において、前記燃料電池及び前記制御装置は、車両前方のフロントボックスに配置されるとともに、
前記第１接続部は、前記第２接続部よりも車両前後方向後方に配置され、且つ、前記第１接続部は、前記燃料電池の平面視で、該燃料電池の平面領域内に配置されることを特徴とする燃料電池車両。 2. The fuel cell vehicle according to claim 1, wherein the fuel cell and the control device are arranged in a front box in front of the vehicle,
The first connection portion is disposed rearward in the vehicle front-rear direction with respect to the second connection portion, and the first connection portion is disposed in a planar region of the fuel cell in a plan view of the fuel cell. The fuel cell vehicle characterized by the above-mentioned. 請求項１又は２記載の燃料電池車両において、前記高電圧ケーブルは、車両前後方向前方に突出するように湾曲する湾曲部を有することを特徴とする燃料電池車両。   3. The fuel cell vehicle according to claim 1, wherein the high voltage cable has a curved portion that curves so as to protrude forward in the vehicle front-rear direction.
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