JP2017162560A - 燃料電池スタックの車載用マウント構造 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単且つコンパクトな構成で、外部荷重に対して燃料電池スタックを強固に保護することを可能にする。
【解決手段】マウント構造１０では、スタックケース２８を構成するローワーパネル７６は、上プレート８６、下プレート８８及び中間部材９０ａ、９０ｂを備える。下プレート８８には、ブラケット部材１３８の座面１４２を周回する開口部９２が設けられる。中間部材９０ｂには、開口部９２を貫通して下プレート８８の下方に突出するリブ１００ｆを有する前方ボス部９６ｆとリブ１００ｂを有する一対の後方ボス部９６ｂとが設けられる。
【選択図】図５

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発電セルを備え、複数の前記発電セルが積層される燃料電池スタックを、車両側のブラケット部材にマウントするための燃料電池スタックの車載用マウント構造に関する。

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の面にアノード電極が、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。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（単位セル）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。

車載用燃料電池スタックでは、車両走行時の振動や衝突等の外部荷重に対して、燃料電池を良好に保護する必要があり、例えば、特許文献１に開示されている燃料電池車両が採用されている。

この燃料電池車両は、燃料電池スタックが搭載されるマウント機構を備えている。マウント機構は、燃料電池スタックの車両車長方向後方を、車体フレームに対して固定する後方保持部を設けている。マウント機構は、さらに燃料電池スタックの車両車長方向前方を保持するとともに、外部荷重が付与された際、形状を変形させ且つ前記燃料電池スタックの保持機能を維持する前方保持部を設けている。

このため、燃料電池車両に外部荷重が付与された際、燃料電池スタックがマウント機構から離脱することを可及的に抑制するとともに、構成を簡素化することが可能になる、としている。

特開２０１４−１０１０５８号公報

本発明は、この種の技術に関連してなされたものであり、簡単且つコンパクトな構成で、外部荷重に対して燃料電池スタックを強固に保護することが可能な燃料電池スタックの車載用マウント構造を提供することを目的とする。

本発明は、燃料電池スタックを車両側のブラケット部材にマウントするための燃料電池スタックの車載用マウント構造に関するものである。燃料電池スタックは、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を備え、複数の発電セルが積層されてスタックケースに収納されている。

スタックケースの底板は、少なくとも上プレート、下プレート及び前記上プレートと前記下プレートとの間に介装され、且つ、これらよりも肉厚な中間部材を備えている。下プレートには、ブラケット部材の座面を周回する開口部が設けられるとともに、中間部材には、前記開口部を貫通して前記下プレートの下方に突出するリブを有するボス部が設けられている。

また、この車載用マウント構造では、ブラケット部材は、燃料電池スタックの車両前後方向後方に１カ所だけ設けられていることが好ましい。

さらに、この車載用マウント構造では、燃料電池スタックの車幅方向一端部に燃料ガス系機器が配設されるとともに、開口部は、下プレートに対して車幅方向一端部に近接する方向にオフセットしていることが好ましい。

さらにまた、この車載用マウント構造では、ボス部は、車両前後方向後方前方に１個で且つ車両前後方向後方に２個だけ配置されていることが好ましい。

本発明によれば、中間部材には、下プレートの下方に突出するリブを有するボス部が設けられている。このため、ブラケット部材に固定されるボス部は、リブにより補強されており、簡単且つコンパクトな構成で、外部荷重に対して燃料電池スタックを強固に保護することが可能になる。

しかも、下プレートの開口部から下方に向かってボス部及びリブが突出している。従って、スタックケースの底板を良好に薄肉化させることができ、前記スタックケース全体をコンパクトに構成することが可能になる。

本発明の実施形態に係る車載用マウント構造が適用される燃料電池スタックを搭載す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。 前記燃料電池電気自動車の概略平面説明図である。 前記燃料電池スタックを収容するスタックケースの一部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説明図である。 前記スタックケースの、図２中、Ｖ−Ｖ線断面図である。 前記スタックケースを構成するローワーパネルの下方からの分解斜視説明図である。 前記ローワーパネル及びブラケット部材の下方からの斜視説明図である。 前記燃料電池スタックを支持する側方マウント部の斜視説明図である。

図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る車載用マウント構造１０が適用される燃料電池スタック１２は、燃料電池電気自動車（燃料電池車両）１４に搭載される。燃料電池スタック１２は、燃料電池電気自動車１４のダッシュボード１６の前方に形成されたモータルーム（フロントボックス）１８内に配置される（図１参照）。

図１及び図２に示すように、モータルーム１８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）１４Ｒ、１４Ｌが矢印Ａ方向に延在している。第１車両フレーム部１４Ｒ、１４Ｌ及び後述する第２車両フレーム部１４ＳＦには、燃料電池スタック１２が搭載される。

図３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）に積層された積層体２０asを備える。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。積層体２０asは、第１エンドプレート２６ａ及び第２エンドプレート２６ｂを端板としてスタックケース２８に収納される。なお、スタックケース２８は、第１エンドプレート２６ａ及び第２エンドプレート２６ｂの外方に個別のプレート部材を設けてもよい。

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３０ａ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（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３０ｂ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３２が配置される。連結バー３２の両端は、ねじ３４により固定され、積層体２０asに積層方向（矢印Ｂ方向）の締め付け荷重を付与する。

図４に示すように、発電セル２０は、電解質膜・電極構造体３６が、第１セパレータ３８及び第２セパレータ４０に挟持される。発電セル２０の四隅は、第１エンドプレート２６ａ及び第２エンドプレート２６ｂの角部形状に対応して、好ましくは、湾曲形状（Ｒ形状）を有する。第１セパレータ３８及び第２セパレータ４０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。

発電セル２０の矢印Ａ方向の一端縁部には、それぞれ積層方向（矢印Ｂ方向）に個別に連通して、酸化剤ガス入口連通孔４２ａ及び燃料ガス入口連通孔４４ａ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４２ａは、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガス（空気）を供給する。燃料ガス入口連通孔４４ａは、燃料ガス、例えば、水素含有ガス（水素ガス）を供給する。

発電セル２０の矢印Ａ方向の他端縁部には、それぞれ矢印Ｂ方向に個別に連通して、燃料ガス出口連通孔４４ｂ及び酸化剤ガス出口連通孔４２ｂが、矢印Ｃ方向に配列して設けられる。燃料ガス出口連通孔４４ｂは、燃料ガスを排出し、酸化剤ガス出口連通孔４２ｂは、酸化剤ガスを排出する。

発電セル２０の酸化剤ガス入口連通孔４２ａ及び燃料ガス入口連通孔４４ａの近傍には、それぞれ矢印Ｂ方向に個別に連通して、一対の冷却媒体入口連通孔４６ａが上下に設けられる。冷却媒体入口連通孔４６ａは、冷却媒体を供給する。発電セル２０の燃料ガス出口連通孔４４ｂ及び酸化剤ガス出口連通孔４２ｂの近傍には、それぞれ矢印Ｂ方向に個別に連通して、一対の冷却媒体出口連通孔４６ｂが上下に設けられる。冷却媒体出口連通孔４６ｂは、冷却媒体を排出する。

第１セパレータ３８の電解質膜・電極構造体３６に向かう面には、酸化剤ガス入口連通孔４２ａと酸化剤ガス出口連通孔４２ｂとに連通する酸化剤ガス流路４８が設けられる。第２セパレータ４０の電解質膜・電極構造体３６に向かう面には、燃料ガス入口連通孔４４ａと燃料ガス出口連通孔４４ｂとに連通する燃料ガス流路５０が設けられる。

互いに隣接する発電セル２０を構成する第１セパレータ３８と第２セパレータ４０との間には、冷却媒体入口連通孔４６ａと冷却媒体出口連通孔４６ｂとを連通する冷却媒体流路５２が設けられる。第１セパレータ３８には、第１シール部材５４が、一体的又は個別に設けられる一方、第２セパレータ４０には、第２シール部材５６が、一体的又は個別に設けられる。

電解質膜・電極構造体３６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）５８と、前記固体高分子電解質膜５８を挟持するカソード電極６０及びアノード電極６２とを備える。カソード電極６０及びアノード電極６２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５８の両面に形成される。

図３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４２ａに連通する酸化剤ガス供給マニホールド６４ａと、酸化剤ガス出口連通孔４２ｂに連通する酸化剤ガス排出マニホールド６４ｂ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４４ａに連通孔する燃料ガス供給マニホールド６６ａと、燃料ガス出口連通孔４４ｂに連通する燃料ガス排出マニホールド６６ｂ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、一対の冷却媒体入口連通孔４６ａに連通する冷却媒体供給マニホールド６８ａと、一対の冷却媒体出口連通孔４６ｂに連通する冷却媒体排出マニホールド６８ｂとが設けられる。

図３に示すように、スタックケース２８は、前方サイドパネル７０、後方サイドパネル７２、アッパーパネル７４、ローワーパネル７６、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２８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７８を通ってねじ穴８０に螺合するねじ８２により固定される。

前方サイドパネル７０及び後方サイドパネル７２は、スタックケース２８の車長方向（矢印Ａ方向）両端の２辺（面）を構成する。アッパーパネル７４及びローワーパネル７６は、スタックケース２８の車高方向（矢印Ｃ方向）両端の２辺（面）を構成する。なお、スタックケース２８は、第１エンドプレート２６ａ及び第２エンドプレート２６ｂを構成部品にすることなく、燃料電池スタック１２全体を筐体で覆う構成を採用してもよい。

図２に示すように、第１エンドプレート２６ａには、燃料ガス系デバイス群（燃料ガス系機器）８４がねじ止め等により固定される。燃料ガス系デバイス群８４は、図示しないが、エゼクタ、水素ポンプ、気液分離器、弁（パージ弁及び逆止弁等）の他、必要に応じてインジェクタ等を備え、デバイスカバー８４ｆにより覆われる。

図３に示すように、スタックケース２８の底板（下面部）を構成するローワーパネル７６は、互いに接合される少なくとも上プレート８６、下プレート８８及び前記上プレート８６と前記下プレート８８との間に介装される中間部材９０ａ、９０ｂを備える。

上プレート８６及び下プレート８８は、表面が凹凸状にプレス成形された金属製薄板で構成される。下プレート８８には、車両前後方向後方（矢印Ａｂ方向）で且つ車幅方向（矢印Ｂ方向）に第１エンドプレート２６ａ側にオフセットした位置に、開口部９２が形成される（図２参照）。開口部９２は、後述するブラケット部材１３８の座面１４２を周回する。

中間部材９０ａは、図６に示すように、矢印Ｂ方向に長尺な略角棒状を有し、上プレート８６及び下プレート８８よりも肉厚に形成される。中間部材９０ｂは、矢印Ｂ方向に長尺な略三角形状を有する。中間部材９０ｂは、第１エンドプレート２６ａに近接する端部９４Ｌの幅寸法Ｌ１は、第２エンドプレート２６ｂに近接する端部９４Ｒの幅寸法Ｌ２よりも大きく設定される（Ｌ１＞Ｌ２）。

中間部材９０ｂの底面には、幅広な端部９４Ｌ側にオフセットする位置に、下方に膨出して１個の前方ボス部９６ｆと２個の後方ボス部９６ｂとが形成される。前方ボス部９６ｆ及び後方ボス部９６ｂには、それぞれねじ穴９８が形成される。前方ボス部９６ｆには、中間部材９０ｂの底面から前記前方ボス部９６ｆの先端に亘って複数本のリブ１００ｆが形成される。各後方ボス部９６ｂには、中間部材９０ｂの底面から各後方ボス部９６ｂの先端に亘ってそれぞれ複数本のリブ１００ｂが形成される。

前方ボス部９６ｆ及びリブ１００ｆと各後方ボス部９６ｂ及び各リブ１００ｂとは、下プレート８８の開口部９２を貫通して前記下プレート８８の下方に突出し、後述する車両側のブラケット部材１３８に固定される（図５及び図７参照）。

中間部材９０ａ、９０ｂは、上プレート８６及び下プレート８８にＭＩＧ溶接やＴＩＧ溶接（又はスポット溶接、ろう付け又は摩擦撹拌溶接等でもよい）により固定される。上プレート８６及び下プレート８８は、溶接等により互いに固定される。上プレート８６、下プレート８８及び中間部材９０ａ、９０ｂには、所望の位置にボルト挿入用の孔部７８が形成される。

図３及び図５に示すように、スタックケース２８の上面部を構成するアッパーパネル７４は、互いに接合される一対のプレス板（プレス成形板）である上プレート１０２及び下プレート１０４を備える。上プレート１０２及び下プレート１０４は、表面が凹凸状にプレス成形された金属製薄板で構成される。上プレート１０２及び下プレート１０４間には、積層方向（矢印Ｂ方向）に沿って延在するプレート両端部（矢印Ａ方向の両端部）に対応して中間部材１０６ａ、１０６ｂが介装される。

中間部材１０６ａ、１０６ｂは、上プレート１０２及び下プレート１０４にＭＩＧ溶接やＴＩＧ溶接（又はスポット溶接、ろう付け又は摩擦撹拌溶接等でもよい）により固定される。上プレート１０２及び下プレート１０４は、溶接等により互いに固定される。

図１及び図２に示すように、車載用マウント構造１０は、燃料電池スタック１２を支持して第１車両フレーム部１４Ｌ、１４Ｒに固定する側方マウント部１１０ａ、１１０ｂを備える。側方マウント部１１０ａは、断面Ｌ字状に屈曲する板部材１１２ａを有し、前記板部材１１２ａは、複数本のねじ１１４を介してデバイスカバー８４ｆにねじ止めされる。

図８に示すように、側方マウント部１１０ａは、燃料電池スタック１２の車幅方向一端であるデバイスカバー８４ｆに板部材１１２ａを介して固定される衝撃緩衝部（液封マウント）１１６ａを備える。板部材１１２ａには、ねじ１１４を介して衝撃緩衝部１１６ａを構成する連結板１１８ａが固定される。

衝撃緩衝部１１６ａには、前記衝撃緩衝部１１６ａを第１車両フレーム部１４Ｌに取り付ける取り付け部１２０ａ、１２２ａが設けられる。側方マウント部１１０ａには、衝撃緩衝部１１６ａの上部に、ブラケット１２４ａの一端がねじ１１４を介して固定される。ブラケット１２４ａは、屈曲する長尺板状を有し、他端がねじ１１４を介して車体１４ＢＬに固定される。

側方マウント部１１０ｂは、図２に示すように、上記の側方マウント部１１０ａと同様に構成され、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１１０ｂは、第１車両フレーム部１４Ｒにねじ止め固定されるとともに、ブラケット１２４ｂが車体１４ＢＲに固定される。

図１に示すように、車載用マウント構造１０は、燃料電池スタック１２よりも下方に配置される第２車両フレーム部（例えば、クロスメンバー）１４ＳＦを備える。第２車両フレーム部１４ＳＦに、マウント部材１３０（後述する）を介してブラケット部材１３８が固定される（図２参照）。燃料電池スタック１２の鉛直方向下方には、該燃料電池スタック１２の発電電力で駆動可能な走行用モータ１２６が配置される。走行用モータ１２６の前方側は、モータブラケット１２８を介して第２車両フレーム部１４ＳＦにねじ止めされる（図１参照）。

車載用マウント構造１０は、走行用モータ１２６の後方側を第２車両フレーム部１４ＳＦに固定するマウント部材１３０を備える。マウント部材１３０は、モータ固定部１３２を有するとともに、前記モータ固定部１３２の下部には、第２車両フレーム部１４ＳＦにねじ止めされる取り付け部１３４ａ、１３４ｂが設けられる。取り付け部１３４ａ、１３４ｂは、互いに異なる長さに設定される。モータ固定部１３２には、走行用モータ１２６に装着されたブラケット部１３６がねじ止めされる。

マウント部材１３０の上部には、ブラケット部材１３８がブラケット固定部１４０を介して固定される。図２、図５及び図７に示すように、ブラケット部材１３８の上面には、略三角形状の座面１４２が形成される。座面１４２は、燃料電池スタック１２の底部、具体的には、ローワーパネル７６の矢印Ａｂ方向端部の下面に且つ第１エンドプレート２６ａ側にオフセットして連結される。

図７に示すように、座面１４２の三角形先端には、前方孔部１４４ｆが形成されるとともに、前記座面１４２の後方側の各角部には、それぞれ後方孔部１４４ｂが形成される。前方孔部１４４ｆは、前方ボス部９６ｆのねじ穴９８と同軸上であり、各後方孔部１４４ｂは、各後方ボス部９６ｂのねじ穴９８と同軸上である。座面１４２は、下プレート８８の開口部９２に周回される。

ブラケット部材１３８は、座面１４２側から下方に向かって一対の支持部１４６ａ、１４６ｂが延在する。支持部１４６ａ、１４６ｂの端部には、ねじ穴１４８ａ、１４８ｂが形成される。

図１及び図７に示すように、前方孔部１４４ｆ及び各後方孔部１４４ｂには、それぞれボルト１５０が挿入される。各ボルト１５０は、図７に示すように、ローワーパネル７６に設けられたねじ穴９８に螺合することにより、ブラケット部材１３８が前記ローワーパネル７６の下面に固定される。なお、ボルト１５０は、３本に限定されない。

ブラケット部材１３８は、燃料電池スタック１２の積層方向（矢印Ｂ方向）の中央位置から燃料ガス系デバイス群８４側にオフセットして配置される。図２に示すように、ブラケット部材１３８の取り付け中心から第１エンドプレート２６ａまでの距離Ｓ１は、前記ブラケット部材１３８の取り付け中心から第２エンドプレート２６ｂまでの距離Ｓ２よりも短尺に設定される。

支持部１４６ａ、１４６ｂのねじ穴１４８ａ、１４８ｂにボルト１５２が螺合されることにより、ブラケット部材１３８は、マウント部材１３０に固定される。

図１及び図２に示すように、第２車両フレーム部１４ＳＦの先端には、燃料電池冷却用ラジエータ１５４が配置されるとともに、燃料電池スタック１２は、前記ラジエータ１５４の後方に近接して配置される。

このように構成される燃料電池電気自動車１４において、燃料電池スタック１２の動作について、以下に説明する。

まず、燃料電池電気自動車１４の運転時には、図３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６６ａから燃料ガス入口連通孔４４ａには、水素含有ガス（例えば、水素ガス）等の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６４ａから酸化剤ガス入口連通孔４２ａには、酸素含有ガス（例えば、空気）等の酸化剤ガスが供給される。

図４に示すように、燃料ガスは、燃料ガス入口連通孔４４ａから第２セパレータ４０の燃料ガス流路５０に導入される。この燃料ガスは、矢印Ａ方向に流通して電解質膜・電極構造体３６を構成するアノード電極６２に供給される。酸化剤ガスは、酸化剤ガス入口連通孔４２ａから第１セパレータ３８の酸化剤ガス流路４８に導入される。酸化剤ガスは、矢印Ａ方向に流通して電解質膜・電極構造体３６を構成するカソード電極６０に供給される。

従って、電解質膜・電極構造体３６では、アノード電極６２に供給される燃料ガスと、カソード電極６０に供給される酸化剤ガスとが、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３に示すように、燃料ガス出口連通孔４４ｂ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６６ｂに排出される。酸化剤ガスは、酸化剤ガス出口連通孔４２ｂ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６４ｂに排出される。

また、純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体は、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６８ａから冷却媒体入口連通孔４６ａに供給される。図４に示すように、一対の冷却媒体入口連通孔４６ａに供給された冷却媒体は、互いに隣接する第１セパレータ３８及び第２セパレータ４０間の冷却媒体流路５２に導入される。冷却媒体は、一旦矢印Ｃ方向内方に沿って流動した後、矢印Ａ方向に移動して電解質膜・電極構造体３６を冷却する。この冷却媒体は、矢印Ｃ方向外方に移動した後、一対の冷却媒体出口連通孔４６ｂを流通して第２エンドプレート２６ｂの冷却媒体排出マニホールド６８ｂに排出される（図２参照）。

上記のように運転される燃料電池スタック１２からの電力が、走行用モータ１２６に供給されることにより、燃料電池電気自動車１４が走行する。その際、図１に示すように、燃料電池電気自動車１４に前方から矢印Ａｂ方向（車長方向後方）に衝撃である外部荷重Ｆが付与されると、前記燃料電池電気自動車１４の前方部分が内部に変形し易い。

このため、ラジエータ１５４は、後方（矢印Ａｂ方向）に移動して燃料電池スタック１２に当接し、前記燃料電池スタック１２には、後方への荷重が付与される。その際、車載用マウント構造１０は、第１車両フレーム部１４Ｒ、１４Ｌに固定される側方マウント部１１０ａ、１１０ｂと、第２車両フレーム部１４ＳＦに固定されるブラケット部材１３８とを備えている。

従って、燃料電池スタック１２に水平方向に向かって外部荷重Ｆが付与されると、側方マウント部１１０ａ、１１０ｂ及びブラケット部材１３８により、前記外部荷重Ｆを受けることができる。

この場合、本実施形態では、図５〜図７に示すように、スタックケース２８の底板を構成するローワーパネル７６は、上プレート８６、下プレート８８及び中間部材９０ａ、９０ｂを備えている。中間部材９０ｂには、下プレート８８の開口部９２を通って下方に突出するリブ１００ｆを有する前方ボス部９６ｆ及びリブ１００ｂを有する一対の後方ボス部９６ｂが設けられている。

このため、ブラケット部材１３８に固定される前方ボス部９６ｆ及び後方ボス部９６ｂは、リブ１００ｆ及びリブ１００ｂにより補強されている。従って、簡単且つコンパクトな構成で、外部荷重Ｆに対して燃料電池スタック１２を強固に保護することが可能になる。

しかも、前方ボス部９６ｆ及びリブ１００ｆは、図５に示すように、下プレート８８の開口部９２から下方に向かって距離ｔだけ突出するとともに、後方ボス部９６ｂ及びリブ１００ｂは、前記開口部９２から下方に向かって距離ｔだけ突出している。リブ１００ｂは、十分な強度を有する高さを確保することができる。これにより、スタックケース２８のローワーパネル７６（底板）を良好に薄肉化させることができ、ブラケット部材１３８の座面１４２との干渉を避けることが可能になるとともに、前記スタックケース２８をコンパクトに構成することが可能になる。

さらに、図２に示すように、ブラケット部材１３８は、燃料電池スタック１２の矢印Ｂ方向の中央位置から燃料ガス系デバイス群８４側にオフセットして配置されている。このため、重量物である燃料ガス系デバイス群８４の荷重を良好に受けることができ、しかも前記燃料ガス系デバイス群８４側に作用する衝撃を良好に受けて、前記燃料ガス系デバイス群８４を該衝撃から確実に保持することが可能になる。

さらにまた、図６に示すように、中間部材９０ｂの底面には、幅広な端部９４Ｌ側にオフセットする位置に、下方に膨出して１個の前方ボス部９６ｆと２個の後方ボス部９６ｂとが形成されている。従って、前方ボス部９６ｆ及び後方ボス部９６ｂは、中間部材９０ｂの強度の高い部位に設けることができ、ブラケット部材１３８を強固に固定することが可能になる。

１０…マウント構造 １２…燃料電池スタック
１４…燃料電池電気自動車 ２０…発電セル
２０as…積層体 ２６ａ、２６ｂ…エンドプレート
２８…スタックケース ３６…電解質膜・電極構造体
３８、４０…セパレータ ５８…固体高分子電解質膜
６０…カソード電極 ６２…アノード電極
７０…前方サイドパネル ７２…後方サイドパネル
７４…アッパーパネル ７６…ローワーパネル
８４…燃料ガス系デバイス群 ８６…上プレート
８８…下プレート ９０ａ、９０ｂ…中間部材
９２…開口部 ９６ｂ…後方ボス部
９６ｆ…前方ボス部 ９８…ねじ穴
１００ｂ、１００ｆ…リブ １３０…マウント部材
１３８…ブラケット部材 １４２…座面
１４４ｂ…後方孔部 １４４ｆ…前方孔部

Claims (4)

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を備え、複数の前記発電セルが積層されてスタックケースに収納される燃料電池スタックを、車両側のブラケット部材にマウントするための燃料電池スタックの車載用マウント構造であって、
   前記スタックケースの底板は、少なくとも上プレート、下プレート及び前記上プレートと前記下プレートとの間に介装され、且つ、これらよりも肉厚な中間部材を備え、
   前記下プレートには、前記ブラケット部材の座面を周回する開口部が設けられるとともに、
   前記中間部材には、前記開口部を貫通して前記下プレートの下方に突出するリブを有するボス部が設けられていることを特徴とする燃料電池スタックの車載用マウント構造。
2. 請求項１記載の車載用マウント構造であって、前記ブラケット部材は、前記燃料電池スタックの車両前後方向後方に１カ所だけ設けられていることを特徴とする燃料電池スタックの車載用マウント構造。
3. 請求項１又は２記載の車載用マウント構造であって、前記燃料電池スタックの車幅方向一端部に燃料ガス系機器が配設されるとともに、
   前記開口部は、前記下プレートに対して前記車幅方向一端部に近接する方向にオフセットしていることを特徴とする燃料電池スタックの車載用マウント構造。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車載用マウント構造であって、前記ボス部は、車両前後方向後方前方に１個で且つ前記車両前後方向後方に２個だけ配置されていることを特徴とする燃料電池スタックの車載用マウント構造。

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