JP2017077821A - 燃料電池車両 - Google Patents

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、容易且つ確実に車両外部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では、スタックケース１４に形成された開口部８０ａ〜８０ｄに、換気配管８２の一端が接続される一方、前記換気配管８２の他端が、車両本体１０ａに形成されて車両外部に開口された外方開口部８８Ｌａ、８８Ｒａに接続される。スタックケース１４の下面には、モータルーム１６内に開口する排水口７８ａ、７８ｂが形成されるとともに、前記排水口７８ａ、７８ｂは、外方開口部８８Ｌａ、８８Ｒａよりも車両上下方向下方に配置される。
【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が車両本体のモータルームに搭載される燃料電池車両に関する。

一般的に、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる固体高分子電解質膜を採用している。燃料電池は、固体高分子電解質膜の一方の面にアノード電極が、前記固体高分子電解質膜の他方の面にカソード電極が、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。アノード電極及びカソード電極は、それぞれ触媒層（電極触媒層）とガス拡散層（多孔質カーボン）とを有している。

電解質膜・電極構造体は、セパレータ（バイポーラ板）によって挟持されることにより、発電セル（単位燃料電池）を構成している。発電セルは、所定の数だけ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、容易且つ確実に車両外部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発電セルが複数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が車両本体のモータルームに搭載されている。

この燃料電池車両では、一端がスタックケースに形成された開口部に接続される一方、他端が車両本体に形成されて車両外部に開口された外方開口部に接続される換気配管を有している。そして、スタックケースの下面には、モータルーム内に開口する排水口が形成されるとともに、前記排水口は、車両本体の外方開口部よりも車両上下方向下方に配置されている。

また、この燃料電池車両では、換気配管は、スタックケースと車両本体の左側面とを接続する左側配管と、前記スタックケースと前記車両本体の右側面とを接続する右側配管と、を有することが好ましい。その際、左側配管と右側配管とを接続し且つスタックケースから独立したバイパス配管を備えることが好ましい。

さらに、この燃料電池車両では、２以上の左側配管と２以上の右側配管とは、スタックケースの上面四隅に接続されることが好ましい。その際、２以上の左側配管が合流する左側合流部と、２以上の右側配管が合流する右側合流部とを備え、前記左側合流部及び前記右側合流部には、それぞれ水素センサが配置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、車両本体の外方開口部の近傍には、ドレン配管が設けられることが好ましい。

また、この燃料電池車両では、ドレン配管の下端部は、スタックケースの下部よりも下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、スタックケースの車両前後方向前方には、運転不能な状態でシステム起動ができなくなる設備が、バイパス配管の前方に位置して配置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、換気配管の内部には、補強用の突起部が設けられることが好ましい。

本発明によれば、スタックケースの下面には、モータルーム内に開口する排水口が形成されるとともに、前記排水口は、換気配管に接続される車両本体の外方開口部よりも車両上下方向下方に配置されている。従って、スタックケースの下面から前記スタックケース内に空気が導入されるため、該スタックケース内に漏出した燃料ガスは、換気配管を流通して車両本体の外方開口部から排出されている。これにより、簡単な構成で、スタックケース内に漏出した燃料ガスを、容易且つ確実に車両外部に排出させることが可能になる。

さらに、スタックケース内の結露は、排水口から良好に排水されている。このため、スタックケース内に滞留水が存在することを確実に抑制することができる。

本発明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発電セルの要部分解斜視図である。 前記燃料電池車両を構成する換気配管の、図２中、ＶＩ−ＶＩ線断面図である。 前記燃料電池車両に横風が発生した際の説明図である。

図１〜図３に示すように、本発明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、前輪１１Ｆ及び後輪１１Ｒを備えた車両本体１０ａを有する（図２参照）。車両本体１０ａの前輪１１Ｆ側には、燃料電池スタック１２が収容されたスタックケース１４を搭載するモータルーム（フロントボックス）１６が、ダッシュボード１８の前方に形成される。

図４に示すように、燃料電池スタック１２は、複数の発電セル２０が車両幅方向（矢印Ｂ方向）に積層される。発電セル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。

発電セル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、発電セル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の略中央部（又は中央部から偏心した位置）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の略中央部（又は中央部から偏心した位置）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、発電セル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、金属製セパレータ又はカーボン製セパレータにより構成される。

発電セル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。

発電セル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。

互いに隣接し発電セル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、水分を含んだパーフルオロスルホン酸の薄膜である固体高分子電解質膜（陽イオン交換膜）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７７により固定される。

図１〜図３に示すように、ローワーパネル７２には、車両前後方向前方（矢印Ａｆ方向）に排水口７８ａ、７８ｂが形成される。排水口７８ａ、７８ｂには、ドレンダクト７９ａ、７９ｂを接続してもよい。ドレンダクト７９ａ、７９ｂは、排水口７８ａ、７８ｂにその一端が接続されるとともに、前記ドレンダクト７９ａ、７９ｂの他端は、鉛直方向下方に延在する。排水口７８ａ、７８ｂは、後述する車両本体１０ａの外方開口部８８Ｒａ、８８Ｌａよりも車両上下方向下方に配置される（図１及び図２参照）。また、ドレンダクト７９ａ、７９ｂを接続しない場合には、異物等の進入を防止するために、排水口７８ａ、７８ｂにカバー部材を設けることが望ましい。

図１及び図４に示すように、アッパーパネル７０には、一方の対角位置にスタックケース１４内を外部に連通する開口部８０ａ、８０ｂが形成される。アッパーパネル７０の他方の対角位置には、スタックケース１４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１４の前方側（矢印Ａｆ方向）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１４の後方側（矢印Ａｂ方向）両側部に設けられる。

開口部８０ａ〜８０ｄには、換気配管８２が接続される。換気配管８２は、スタックケース１４と車両本体１０ａの右側フェンダー部（右側面）８４Ｒとを接続する２以上、例えば、２本の右側配管８２Ｒｆ、８２Ｒｂを備える。換気配管８２は、スタックケース１４と車両本体１０ａの左側フェンダー部（左側面）８４Ｌとを接続する２以上、例えば、２本の左側配管８２Ｌｆ、８２Ｌｂを備える。右側配管８２Ｒｆの途上と左側配管８２Ｌｆの途上とには、スタックケース１４から独立（スタックケース１４の外部に露呈）したバイパス配管８２Ｂの両端が接続される。

右側配管８２Ｒｆ、８２Ｒｂの一端部は、開口部８０ａ、８０ｄに接続されるとともに、前記右側配管８２Ｒｆ、８２Ｒｂの他端部は、右側合流部８２Ｒａで合流し、単一の右側排気ダクト８２Ｒとして右側フェンダー部８４Ｒに接続される。右側合流部８２Ｒａには、水素センサ８６Ｒが設けられる。

左側配管８２Ｌｆ、８２Ｌｂの一端部は、開口部８０ｃ、８０ｂに接続されるとともに、前記左側配管８２Ｌｆ、８２Ｌｂの他端部は、左側合流部８２Ｌａで合流し、単一の左側排気ダクト８２Ｌとして左側フェンダー部８４Ｌに接続される。左側合流部８２Ｌａには、水素センサ８６Ｌが設けられる。

図１〜図３に示すように、右側フェンダー部８４Ｒには、右側チャンバ部材８８Ｒが設けられるとともに、前記右側チャンバ部材８８Ｒの外方開口部８８Ｒａには、メッシュ部材９０Ｒが設けられる。右側チャンバ部材８８Ｒの表面側には、メッシュ部材９０Ｒの外方に位置してガーニッシュ９２Ｒが形成され、異物が前記右側チャンバ部材８８Ｒの内部に進入することを阻止する。

右側フェンダー部８４Ｒの下端部には、内部のチャンバに連通する右側ドレン配管９４Ｒの一端が接続される。右側ドレン配管９４Ｒは、鉛直方向に延在するとともに、下端部が、スタックケース１４の下部よりも下方に配置される（図３参照）。

図１〜図３に示すように、左側フェンダー部８４Ｌには、左側チャンバ部材８８Ｌが設けられるとともに、前記左側チャンバ部材８８Ｌの外方開口部８８Ｌａには、メッシュ部材９０Ｌが設けられる。左側チャンバ部材８８Ｌの表面側には、メッシュ部材９０Ｌの外方に位置してガーニッシュ９２Ｌが形成され、異物が前記左側チャンバ部材８８Ｌの内部に進入することを阻止する。

左側フェンダー部８４Ｌの下端部には、内部のチャンバに連通する左側ドレン配管９４Ｌの一端が接続される。左側ドレン配管９４Ｌは、鉛直方向に延在するとともに、下端部が、スタックケース１４の下部よりも下方に配置される（図３参照）。

図２に示すように、右側排気ダクト８２Ｒの内部及び左側排気ダクト８２Ｌの内部には、それぞれ複数個の補強用突起部９６Ｒ、９６Ｌが形成される。図６に示すように、突起部９６Ｒは、右側排気ダクト８２Ｒの内部に略円錐形（又は円筒形）を有して形成される。なお、突起部９６Ｌは、上記の突起部９６Ｒと同様に構成される。各突起部９６Ｒの設置部位及び離間距離と各突起部９６Ｌの設置部位及び離間距離とは、例えば、作業者の手が触れて荷重を受け易い部位に対応して設定され、荷重受け用の支柱を構成する。

図１〜図３に示すように、スタックケース１４の車両前後方向前方（矢印Ａｆ方向）には、すなわち、前方サイドパネル６６には、燃料電池ＥＣＵ９８が装着される。燃料電池ＥＣＵ９８は、故障や破損により運転不能な状態で、システム起動（特に、燃料電池スタック１２の起動）ができなくなる設備であり、バイパス配管８２Ｂ及び換気配管８２の前方に配置される。

図２に示すように、燃料電池車両１０に外部荷重（衝突荷重等）Ｆが前方から付与された際、車両本体１０ａの破損領域Ｃｒが設定され、この破損領域Ｃｒに燃料電池ＥＣＵ９８が配置されている。なお、この種の設備であれば、燃料電池ＥＣＵ９８に代えて前方サイドパネル６６に配置することができる。

右側排気ダクト８２Ｒは、燃料電池車両１０を構成する車両本体１０ａの右側フェンダー部８４Ｒに開口する一方、左側排気ダクト８２Ｌは、前記車両本体１０ａの左側フェンダー部８４Ｌに開口する。右側排気ダクト８２Ｒ及び左側排気ダクト８２Ｌは、途上に弾性を有するホースが接続されてもよい。また、右側排気ダクト８２Ｒ及び左側排気ダクト８２Ｌは、水平方向に扁平形状に形成されてもよい。

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に沿って矢印Ａ方向に供給される。

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に沿って矢印Ａ方向に供給される。

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、本実施形態では、図３に示すように、スタックケース１４の下面であるローワーパネル７２には、モータルーム１６内に開口する排水口７８ａ、７８ｂが形成されている。図１及び図２に示すように、排水口７８ａ、７８ｂは、車両本体１０ａの外方開口部８８Ｒａ、８８Ｌａよりも車両上下方向下方に配置されている。

このため、スタックケース１４の下面から前記スタックケース１４内には、外部の空気が導入され易い。従って、スタックケース１４内に漏出した燃料ガスは、換気配管８２を流通して車両本体１０ａの外方開口部８８Ｒａ、８８Ｌａから円滑に排出されている。これにより、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、容易且つ確実に車両本体１０ａの外部に排出させることが可能になる。

さらに、スタックケース１４内の結露は、排水口７８ａ、７８ｂからモータルーム１６に良好に排水されている。このため、スタックケース１４内に滞留水が存在することを確実に抑制することができる。

また、図１〜図３に示すように、換気配管８２は、スタックケース１４と車両本体１０ａの右側フェンダー部８４Ｒとを接続する２本の右側配管８２Ｒｆ、８２Ｒｂを備えている。換気配管８２は、スタックケース１４と車両本体１０ａの左側フェンダー部８４Ｌとを接続する２本の左側配管８２Ｌｆ、８２Ｌｂを備えている。そして、右側配管８２Ｒｆの途上と左側配管８２Ｌｆの途上とには、スタックケース１４から独立したバイパス配管８２Ｂの両端が接続されている。

従って、例えば、図７に示すように、車両本体１０ａの左側面に横風が発生した際に、この横風は、左側フェンダー部８４Ｌから外方開口部８８Ｌａを通って左側チャンバ部材８８Ｌ内に吹き付けられる。横風は、左側排気ダクト８２Ｌ内を通って左側配管８２Ｌｆからバイパス配管８２Ｂに導入され、スタックケース１４内をバイパスして右側配管８２Ｒｆから右側排気ダクト８２Ｒに流通する。横風は、さらに右側チャンバ部材８８Ｒの外方開口部８８Ｒａから右側フェンダー部８４Ｒの外部に排出される。

これにより、横風は、スタックケース１４内に導入されて排水口７８ｂ（及び７８ａ）からドレンダクト７９ｂを通ってモータルーム１６内に排出されることを、可及的に抑制することができるという効果が得られる。

さらにまた、スタックケース１４の上面四隅には、左側配管８２Ｌｆ、８２Ｌｂと右側配管８２Ｒｆ、８２Ｒｂとが接続されている。そして、左側配管８２Ｌｆ、８２Ｌｂの左側合流部８２Ｌａと、右側配管８２Ｒｆ、８２Ｒｂの右側合流部８２Ｒａとには、水素センサ８６Ｌ、８６Ｒが配置されている。このため、水素センサの必要個数を有効に削減するとともに、水素漏れを迅速に検知することが可能になる。

また、外方開口部８８Ｌａの近傍には、左側ドレン配管９４Ｌが設けられるとともに、外方開口部８８Ｒａの近傍には、右側ドレン配管９４Ｒが設けられている。従って、外方開口部８８Ｌａ、８８Ｒａから進入した異物や水分は、左側排気ダクト８２Ｌ及び右側排気ダクト８２Ｒに導入されることがなく、確実に排出することができる。これにより、燃料電池スタック１２に異物や水分が進入することを可及的に抑制することが可能になる。

しかも、図３に示すように、左側ドレン配管９４Ｌ及び右側ドレン配管９４Ｒの下端部は、スタックケース１４の下部よりも下方に配置されている。このため、左側ドレン配管９４Ｌ及び右側ドレン配管９４Ｒは、比較的長尺に構成されており、流路抵抗が大きくなっている。従って、左側ドレン配管９４Ｌ及び右側ドレン配管９４Ｒから水素が排出されることを確実に抑制することができる。

さらに、スタックケース１４の車両前後方向前方には、運転不能な状態でシステム起動ができなくなる設備、例えば、燃料電池ＥＣＵ９８が装着されている。これにより、図２に示すように、車両本体１０ａの前方から外部荷重Ｆが付与された際、換気配管８２、特にバイパス配管８２Ｂへの入力よりも先に、燃料電池ＥＣＵ９８に入力されている。このため、換気配管８２よりも前に燃料電池ＥＣＵ９８が破損し、システム起動が不能な状態になっており、例えば、バイパス配管８２Ｂが破損した状況で、システム起動が不要になされることはない。

さらにまた、図２に示すように、右側排気ダクト８２Ｒ及び左側排気ダクト８２Ｌの内部には、それぞれ複数個の突起部９６Ｒ、９６Ｌが形成されている。従って、例えば、メンテナンス時に、右側排気ダクト８２Ｒや左側排気ダクト８２Ｌに荷重が付与されても、前記右側排気ダクト８２Ｒや前記左側排気ダクト８２Ｌに潰れ等の変形が発生することを有効に阻止することが可能になる。

また、本実施形態では、燃料電池スタック１２を収容するスタックケース１４内から換気配管８２に連なる隔離構造が構成される。この隔離構造の内部の全容積を設定することにより、例えば、積雪等で外方開口部８８Ｌａ、８８Ｒａが閉塞された際にも、水素がモータルーム１６に排出されることを阻止することができる。

具体的には、換気配管８２内の水素濃度が上昇したことを、水素センサ８６Ｌ、８６Ｒにより検出すると、該水素濃度が可燃濃度未満か否かが判断される。検出された水素濃度が、可燃濃度以上であると判断されると、水素供給系からの水素（燃料ガス）の供給が停止される。ここで、外方開口部８８Ｌａ、８８Ｒａが閉塞された場合でも、換気配管８２及びスタックケース１４を含む隔離構造の容積が十分に確保されているため、漏れ出した水素を滞留させても、可燃濃度を超えることを防止できる。

なお、本実施形態では、図２に示すように、燃料電池スタック１２を収容したスタックケース１４が、車両本体１０ａの後方に配置されている場合がある。その際には、後輪１１Ｒの左側フェンダー部８４Ｌｒ及び右側フェンダー部８４Ｒｒに、換気配管８２が接続される。

また、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い。例えば、独立した直方体のスタックケースの中に、燃料電池スタック１２を収容してもよい。

１０…燃料電池車両 １０ａ…車両本体
１２…燃料電池スタック １４…スタックケース
１６…モータルーム ２０…発電セル
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…アッパーパネル
７２…ローワーパネル ７８ａ、７８ｂ…排水口
７９ａ、７９ｂ…ドレンダクト ８０ａ〜８０ｄ…開口部
８２…換気配管 ８４Ｌ…左側フェンダー部
８４Ｒ…右側フェンダー部 ８６Ｌ、８６Ｒ…水素センサ
８８Ｌ…左側チャンバ部材 ８８Ｒ…右側チャンバ部材
８８Ｌａ、８８Ｒａ…外方開口部 ９４Ｌ…左側ドレン配管
９４Ｒ…右側ドレン配管 ９６Ｌ、９６Ｒ…突起部
９８…燃料電池ＥＣＵ

Claims (7)

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発電セルが複数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が車両本体のモータルームに搭載される燃料電池車両であって、
   一端が前記スタックケースに形成された開口部に接続される一方、他端が前記車両本体に形成されて車両外部に開口された外方開口部に接続される換気配管を有し、
   前記スタックケースの下面には、前記モータルーム内に開口する排水口が形成されるとともに、
   前記排水口は、前記車両本体の前記外方開口部よりも車両上下方向下方に配置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であって、前記換気配管は、前記スタックケースと前記車両本体の左側面とを接続する左側配管と、
   前記スタックケースと前記車両本体の右側面とを接続する右側配管と、
   を有し、
   前記左側配管と前記右側配管とを接続し且つ前記スタックケースから独立したバイパス配管を備えることを特徴とする燃料電池車両。
3. 請求項２記載の燃料電池車両であって、２以上の前記左側配管と２以上の前記右側配管とは、前記スタックケースの上面四隅に接続されるとともに、
   ２以上の前記左側配管が合流する左側合流部と、２以上の前記右側配管が合流する右側合流部とを備え、
   前記左側合流部及び前記右側合流部には、それぞれ水素センサが配置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であって、前記車両本体の前記外方開口部の近傍には、ドレン配管が設けられることを特徴とする燃料電池車両。
5. 請求項４記載の燃料電池車両であって、前記ドレン配管の下端部は、前記スタックケースの下部よりも下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であって、前記スタックケースの車両前後方向前方には、運転不能な状態でシステム起動ができなくなる設備が、前記バイパス配管の前方に位置して配置されることを特徴とする燃料電池車両。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃料電池車両であって、前記換気配管の内部には、補強用の突起部が設けられることを特徴とする燃料電池車両。

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