JP2020115417A - 燃料電池車両 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成により、車両衝突時にセル電圧検出ユニットが損傷を受けることを防止することができる燃料電池車両を提供する。【解決手段】燃料電池車両１０Ａのフロントボックス１４には、複数の発電セル３４が車幅方向に積層されて形成された燃料電池スタック２０と、電圧制御部６０及び制御ケース６２を有する電圧制御ユニット３０とが搭載される。制御ケース６２は、スタックケース２４に対して複数の発電セル３４の積層方向と直交する方向に隣接するようにスタックケース２４に接合され、燃料電池スタック２０と電圧制御ユニット３０との間には、セル電圧検出ユニット２２が配置される。【選択図】図２

Description

本発明は、燃料電池スタックを収容するスタックケースを備えた燃料電池車両に関する。

例えば、特許文献１には、燃料電池スタックを収容するスタックケースをダッシュボードの車両前方に形成されたフロントボックス内に搭載した燃料電池車両が開示されている。

特開２０１７−７７８２１号公報

ところで、燃料電池スタックには、複数の発電セルに電気的に接続されてセル電圧を検出するセル電圧検出ユニットが設けられる。燃料電池車両のフロントボックス内に燃料電池スタック及びセル電圧検出ユニットを配置する場合、簡易な構成により、燃料電池車両の衝突時にセル電圧検出ユニットが損傷を受けることを防止することが必要である。

本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、簡易な構成により、車両衝突時にセル電圧検出ユニットが損傷を受けることを防止することができる燃料電池車両を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、燃料電池スタックを収容するスタックケースと前記燃料電池スタックの出力電圧を制御する電圧制御ユニットとがダッシュボードの車両前方に形成されたフロントボックス内に搭載された燃料電池車両であって、前記燃料電池スタックは、複数の発電セルが車幅方向に積層されて形成され、前記電圧制御ユニットは、電圧制御部と、前記電圧制御部を収容する制御ケースと、を有し、前記制御ケースは、前記スタックケースに対して前記複数の発電セルの積層方向と直交する方向に隣接するように前記スタックケースに接合され、前記燃料電池スタックと前記電圧制御ユニットとの間には、前記複数の発電セルのセル電圧を検出するセル電圧検出ユニットが配置されている、燃料電池車両である。

本発明によれば、燃料電池スタックと電圧制御ユニットとの間にセル電圧検出ユニットを配置しているため、燃料電池車両の衝突時にセル電圧検出ユニットを電圧制御ユニットの制御ケースによって保護することができる。これにより、簡易な構成により、燃料電池車両の衝突時にセル電圧検出ユニットが損傷を受けることを防止することができる。

本発明の第１実施形態に係る燃料電池車両の車両前方からの概略斜視図である。 図１の燃料電池車両の一部省略横断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った一部省略縦断面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った一部省略縦断面図である。 図４の第３電力ライン及び第４電力ラインの一部省略斜視説明図である。 図１の燃料電池車両の電装システムの概略構成図である。 本発明の第２実施形態に係る燃料電池車両の一部省略横断面図である。 本発明の第３実施形態に係る燃料電池車両の一部省略横断面図である。

以下、本発明に係る燃料電池車両について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

（第１実施形態）
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る燃料電池車両１０Ａは、ダッシュボード１２の車両前方に形成されたフロントボックス１４（モータルーム）内に搭載された燃料電池システム１６を備える。フロントボックス１４は、前輪１８の近傍に位置している。図１及び図２において、燃料電池システム１６は、燃料電池スタック２０、セル電圧検出ユニット２２、スタックケース２４、燃料電池用補機２６、補機ケース２８、電圧制御ユニット３０（VCU：Voltage Control Unit）及びコンタクタユニット３２（図１参照）を有する。

図２に示すように、燃料電池スタック２０は、複数の発電セル３４が車幅方向（車両左右方向）に積層されてなるセル積層体３６を備える。セル積層体３６の積層方向一端（車両右方向の端）には、第１ターミナルプレート３８ａ及び第１絶縁プレート４０ａが外方に向かって順次配設される。セル積層体３６の積層方向他端（車両左方向の端）には、第２ターミナルプレート３８ｂ及び第２絶縁プレート４０ｂが外方に向かって順次配設される。

図２及び図３において、第１ターミナルプレート３８ａは、第１絶縁プレート４０ａにおけるセル積層体３６が位置する側の面４１に形成された四角形状の凹部４２ａ内に配置されている。第２ターミナルプレート３８ｂは、第２絶縁プレート４０ｂにおけるセル積層体３６が位置する側の面４３に形成された凹部４２ｂ内に配置されている。燃料電池スタック２０には、図示しない連結バー等により積層方向に締付荷重が付与されている。

発電セル３４は、燃料ガス（例えば、水素ガス）と酸化剤ガス（例えば、空気）との電気化学反応により発電する。発電セル３４は、詳細な図示は省略するが、電解質膜・電極構造体と、電解質膜・電極構造体を両側から挟持する一対のセパレータとを有する。電解質膜・電極構造体は、イオン交換膜からなる電解質膜と、電解質膜を挟持するカソード電極及びアノード電極とを含む。

図２に示すように、セル電圧検出ユニット２２は、複数の発電セル３４のそれぞれに電気的に接続されてセル電圧（電解質膜・電極構造体で発生する電圧）を検出する複数のセル電圧端子４４を含む。セル電圧検出ユニット２２は、燃料電池スタック２０（セル積層体３６）の車両後方に位置している。セル電圧検出ユニット２２からの出力信号は、ＦＣＥＣＵ４６（図６参照）に入力される。セル電圧検出ユニット２２は、複数個の発電セル３４毎に電圧を検出してもよい。また、セル電圧検出ユニット２２は、全ての発電セル３４の電圧を検出することなく、特定の発電セル３４の電圧を検出してもよい。

図１〜図４に示すように、スタックケース２４は、スタックケース本体４８、右サイドカバー５０及び左サイドカバー５２を有する。スタックケース本体４８は、燃料電池スタック２０を車幅方向と直交する方向（車両前後方向及び上下方向）から覆う。スタックケース本体４８は、四角筒状に形成されており、下壁部４８ｌ、上壁部４８ｕ、前壁部４８ｆ及び後壁部４８ｒを含む。下壁部４８ｌ、上壁部４８ｕ、前壁部４８ｆ及び後壁部４８ｒのそれぞれは、長方形状に形成されるとともに車幅方向（複数の発電セル３４の積層方向）に延在している。

図２及び図４において、後壁部４８ｒには、四角形状の開口部５４が形成されている。開口部５４には、セル電圧検出ユニット２２が配置されている。このように後壁部４８ｒに開口部５４を形成することによって、セル電圧検出ユニット２２を効率よく取り付け及びメンテナンスをすることができる。

後壁部４８ｒの外面には、開口部５４を外側から覆うように板状のカバー部材５６がボルト等の締結部材５８によって固定されている。図１及び図２に示すように、右サイドカバー５０は、スタックケース本体４８の右端に連結されている。左サイドカバー５２は、スタックケース本体４８の左端に連結されている。

補機ケース２８は、燃料電池用補機２６を保護する保護ケースであって、左サイドカバー５２に連結されている。燃料電池用補機２６は、インジェクタ、エゼクタ、水素ポンプ、バルブ類等の水素系補機（水素ガス供給デバイス）並びに加熱器、エアポンプ、背圧弁等の空気系補機を有する。

図２及び図４において、電圧制御ユニット３０は、スタックケース２４の車両後方に配置される。換言すれば、燃料電池スタック２０と電圧制御ユニット３０との間には、セル電圧検出ユニット２２が配置されている。

電圧制御ユニット３０は、燃料電池スタック２０の出力電圧を変える電圧制御部６０と、電圧制御部６０を収容する制御ケース６２とを有する。電圧制御部６０は、燃料電池スタック２０から供給された電力の電圧を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータである。電圧制御ユニット３０は、電流を制御する二次電圧（出力側の電圧）を制御することで電流を制御する。

制御ケース６２は、箱形に構成されており、車両後方（スタックケース２４とは反対方向）に開口する制御ケース本体６４と、制御ケース本体６４に車両後方から取り付けられる蓋部材６６とを含む。換言すれば、制御ケース本体６４は、スタックケース２４に対して複数の発電セル３４の積層方向と直交する方向（車両後方）に隣接するようにスタックケース２４に接合されている。制御ケース本体６４は、スタックケース本体４８の後壁部４８ｒの外面にボルト等の締結部材６８（図４参照）によって固定されている。

制御ケース６２の前壁部６２ｆは、カバー部材５６の外面の全体を車両後方から覆っている。つまり、セル電圧検出ユニット２２と電圧制御部６０との間には、制御ケース６２の一部を構成する壁部（前壁部６２ｆ）が位置している。制御ケース本体６４は、車両前後方向にコンタクタユニット３２と重なるようにスタックケース２４よりも上方に突出している（図４参照）。

図３及び図４において、コンタクタユニット３２は、スタックケース本体４８の上方（上壁部４８ｕ）に配置されている。コンタクタユニット３２と電圧制御ユニット３０とは、車両前後方向に互いに隣接している（図４参照）。コンタクタユニット３２は、スイッチボックスであって、コンタクタ７０（開閉器）と、コンタクタ７０を収容した状態でスタックケース本体４８の上面に配置されたコンタクタケース７２とを含む。コンタクタ７０は、燃料電池スタック２０と電圧制御部６０とを互いに結ぶ電力ライン７４を開閉する。コンタクタ７０は、燃料電池スタック２０と後述するＤＣ／ＤＣコンバータ１５６との間で電流をＯＮ／ＯＦＦできるものであればよく、その形状は問わない。コンタクタ７０は、半導体スイッチであってもよい。また、コンタクタ７０は、電力ライン７４を遮断する遮断スイッチ（ヒューズ等）であってもよい。

具体的には、図３及び図４に示すように、コンタクタ７０は、第１入力端子７６ａ、第２入力端子７６ｂ、第１出力端子７８ａ及び第２出力端子７８ｂを備える。

図３において、第１入力端子７６ａには、第１ターミナルプレート３８ａに電気的に接続された第１電力ライン７４ａが電気的に接続される。第１電力ライン７４ａは、スタックケース本体４８の上壁部４８ｕに形成された第１貫通孔８０ａと、コンタクタケース７２の下壁部７２ｌに形成された第２貫通孔８２ａとに挿通される。第１貫通孔８０ａと第２貫通孔８２ａとは、互いに対向し連通している。すなわち、第１貫通孔８０ａ及び第２貫通孔８２ａは、スタックケース２４内とコンタクタケース７２内を仕切る壁部（上壁部４８ｕ及び下壁部７２ｌ）を貫通する貫通孔である。

第１電力ライン７４ａは、第１導線８４ａ、第１接合部８６ａ及び第２導線８８ａを含む。第１導線８４ａ及び第２導線８８ａのそれぞれは、例えば、帯状の金属プレート（バスバー）である。第１導線８４ａの一端部は、第１ターミナルプレート３８ａに連結される。第１導線８４ａの他端部は、第２導線８８ａの一端部に第１接合部８６ａによって接合される。第２導線８８ａの他端部は、コンタクタ７０の第１入力端子７６ａに連結される。

第１導線８４ａは、第１延出部９０ａ、第１屈曲部９２ａ及び第２延出部９４ａを含む。第１延出部９０ａは、第１導線８４ａの一端から上方に延出している。第１延出部９０ａは、第１ターミナルプレート３８ａの上端部から第１絶縁プレート４０ａを貫通するように第１絶縁プレート４０ａとスタックケース本体４８の上壁部４８ｕとの間の隙間Ｓに延びている。

第１屈曲部９２ａは、第１延出部９０ａの延出端に位置する。第２延出部９４ａは、複数の発電セル３４の積層方向に沿って第１屈曲部９２ａから燃料電池スタック２０の他端側（第２ターミナルプレート３８ｂが位置する側、車両左方向）に第１導線８４ａの他端まで延びている。第２延出部９４ａの下面とセル積層体３６の上面とは、互いに離間している。

第１接合部８６ａは、第１導線８４ａの他端部に形成された挿通孔９６ａと第２導線８８ａの一端部に形成された挿通孔９８ａとに挿通されるボルト１００ａと、ボルト１００ａに螺合するナット１０２ａとを含む。

第１接合部８６ａは、第１導線８４ａの他端部と第２導線８８ａの一端部とを互いに接合する導電性接着剤等であってもよい。また、第１接合部８６ａは、第１導線８４ａの他端部と第２導線８８ａの一端部とを互いに溶接する溶接部であってもよい。第１接合部８６ａは、第１導線８４ａの他端部と第２導線８８ａの一端部とを互いに接合する加締め部又はロウ付け部であってもよい。第１接合部８６ａは、第１貫通孔８０ａ及び第２貫通孔８２ａ内に位置する。

第２導線８８ａは、第３延出部１０４ａ、第２屈曲部１０６ａ、第４延出部１０８ａ、第３屈曲部１１０ａ及び第５延出部１１２ａを含む。第３延出部１０４ａは、第２導線８８ａの一端から燃料電池スタック２０の一端側（第１ターミナルプレート３８ａが位置する側、車両右方向）に延びている。

第３延出部１０４ａは、第２延出部９４ａと平行に配置されている。第３延出部１０４ａの下面は、第２延出部９４ａの上面に接触している。第２屈曲部１０６ａは、第３延出部１０４ａの延出端に位置する。第２屈曲部１０６ａは、第１屈曲部９２ａよりも燃料電池スタック２０の他端側（車両左方向）に位置する。第４延出部１０８ａは、第２屈曲部１０６ａから第３屈曲部１１０ａまで上方にコンタクタケース７２内に延びている。第３屈曲部１１０ａは、第４延出部１０８ａの延出端に位置する。第５延出部１１２ａは、第３屈曲部１１０ａから燃料電池スタック２０の一端側（車両右方向）に第２導線８８ａの他端まで延びている。

第２入力端子７６ｂには、第２ターミナルプレート３８ｂに電気的に接続された第２電力ライン７４ｂが電気的に接続される。第２電力ライン７４ｂは、スタックケース本体４８の上壁部４８ｕに形成された第３貫通孔８０ｂと、コンタクタケース７２の下壁部７２ｌに形成された第４貫通孔８２ｂとに挿通する。第３貫通孔８０ｂと第４貫通孔８２ｂとは互いに対向し連通している。すなわち、第３貫通孔８０ｂ及び第４貫通孔８２ｂは、スタックケース２４内とコンタクタケース７２内を仕切る壁部（上壁部４８ｕ及び下壁部７２ｌ）を貫通する貫通孔である。

第２電力ライン７４ｂは、第３導線８４ｂ、第２接合部８６ｂ及び第４導線８８ｂを含む。第３導線８４ｂ及び第４導線８８ｂのそれぞれは、例えば、帯状の金属プレート（バスバー）である。第３導線８４ｂの一端部は、第２ターミナルプレート３８ｂに対して連結される。第３導線８４ｂの他端部は、第４導線８８ｂの一端部に第２接合部８６ｂによって接合される。第４導線８８ｂの他端部は、コンタクタ７０の第２入力端子７６ｂに連結される。

第３導線８４ｂは、第１延出部９０ｂ、第１屈曲部９２ｂ及び第２延出部９４ｂを含む。第１延出部９０ｂは、第３導線８４ｂの一端から上方に延出している。第１延出部９０ｂは、第２ターミナルプレート３８ｂの上端部から第２絶縁プレート４０ｂを貫通するように第２絶縁プレート４０ｂとスタックケース本体４８の上壁部４８ｕとの間の隙間Ｓに延びている。

第１屈曲部９２ｂは、第１延出部９０ｂの延出端に位置する。第２延出部９４ｂは、複数の発電セル３４の積層方向に沿って第１屈曲部９２ｂから燃料電池スタック２０の一端側（第１ターミナルプレート３８ａが位置する側、車両右方向）に第３導線８４ｂの他端まで延びている。第２延出部９４ｂの下面とセル積層体３６の上面とは、互いに離間している。

第２接合部８６ｂは、第３導線８４ｂの他端部に形成された挿通孔９６ｂと第４導線８８ｂの一端部に形成された挿通孔９８ｂとに挿通されるボルト１００ｂと、ボルト１００ｂに螺合するナット１０２ｂとを含む。

第２接合部８６ｂは、第３導線８４ｂの他端部と第４導線８８ｂの一端部とを互いに接着する接着剤等であってもよい。また、第２接合部８６ｂは、第３導線８４ｂの他端部と第４導線８８ｂの一端部とを互いに溶接する溶接部であってもよい。第２接合部８６ｂは、第３導線８４ｂの他端部と第４導線８８ｂの一端部とを互いに接合する加締め部又はロウ付け部であってもよい。第２接合部８６ｂは、第３貫通孔８０ｂ及び第４貫通孔８２ｂ内に位置する。

第４導線８８ｂは、第３延出部１０４ｂ、第２屈曲部１０６ｂ、第４延出部１０８ｂ、第３屈曲部１１０ｂ及び第５延出部１１２ｂを含む。第３延出部１０４ｂは、第４導線８８ｂの一端から燃料電池スタック２０の他端側（第２ターミナルプレート３８ｂが位置する側、車両左方向）に延びている。

第３延出部１０４ｂは、第２延出部９４ｂと平行に配置されている。第３延出部１０４ｂの下面は、第２延出部９４ｂの上面に接触している。第２屈曲部１０６ｂは、第３延出部１０４ｂの延出端に位置する。第２屈曲部１０６ｂは、第１屈曲部９２ｂよりも燃料電池スタック２０の一端側（車両右方向）に位置する。第４延出部１０８ｂは、第２屈曲部１０６ｂから第３屈曲部１１０ｂまで上方にコンタクタケース７２内に延びている。第３屈曲部１１０ｂは、第４延出部１０８ｂの延出端に位置する。第５延出部１１２ｂは、第３屈曲部１１０ｂから燃料電池スタック２０の他端側（車両左方向）に第４導線８８ｂの他端まで延びている。

図４に示すように、第１出力端子７８ａには、電圧制御部６０の第１入力端子７７ａに電気的に接続された第３電力ライン７４ｃが電気的に接続される。図４及び図５において、第３電力ライン７４ｃは、第５導線１２０ａ、第３接合部１２２ａ及び第６導線１２４ａを含む。第５導線１２０ａ及び第６導線１２４ａのそれぞれは、例えば、帯状の金属プレート（バスバー）である。

第５導線１２０ａの一端部は、コンタクタ７０の第１出力端子７８ａに連結される（図４参照）。第５導線１２０ａの他端部は、第６導線１２４ａの一端部に第３接合部１２２ａによって接合される。第６導線１２４ａの他端部は、電圧制御部６０の第１入力端子７７ａに連結される。

図４に示すように、第５導線１２０ａは、コンタクタケース７２の後壁部７２ｒに形成された第５貫通孔１２６ａと、制御ケース６２の前壁部６２ｆに形成された第６貫通孔１２８ａとに挿通する。第５貫通孔１２６ａと第６貫通孔１２８ａとは互いに対向し連通している。すなわち、第５貫通孔１２６ａ及び第６貫通孔１２８ａは、コンタクタケース７２内と制御ケース６２内とを仕切る壁部（後壁部７２ｒ及び前壁部６２ｆ）を貫通する貫通孔である。

第５導線１２０ａは、コンタクタ７０の第１出力端子７８ａから制御ケース６２内まで車両後方に延びている。第５導線１２０ａの他端部と第６導線１２４ａの一端部は、互いに平行に配置されている。第５導線１２０ａの他端部は、第６導線１２４ａの一端部の上方に位置する。

図４及び図５において、第３接合部１２２ａは、上下方向に延びた筒部１３０ａと、ボルト１３２ａと、ナット１３４ａとを含む。ボルト１３２ａは、第５導線１２０ａの他端部に形成された挿通孔１３６ａと、筒部１３０ａの内孔１３８ａと、第６導線１２４ａの一端部に形成された挿通孔１４０ａとに挿通される。筒部１３０ａは、導電性を有する材料（例えば、銅等の金属材料）によって形成される。ナット１３４ａは、ボルト１３２ａに螺合する。筒部１３０ａの上端面は第５導線１２０ａの他端部の下面に接触し、筒部１３０ａの下端面は第６導線１２４ａの一端部の上面に接触している。

筒部１３０ａは、制御ケース６２に固定された保持部材１４２によって保持されている。保持部材１４２は、絶縁材料によって形成されている。保持部材１４２は、筒部１３０ａの外周面を一周囲むように延在している。

第３接合部１２２ａは、第５導線１２０ａの他端部と第６導線１２４ａの一端部とを互いに接着する接着剤等であってもよい。また、第３接合部１２２ａは、第５導線１２０ａの他端部と第６導線１２４ａの一端部とを互いに溶接する溶接部であってもよい。第３接合部１２２ａは、第５導線１２０ａの他端部と第６導線１２４ａの一端部とを互いに接合する加締め部又はロウ付け部であってもよい。

第６導線１２４ａは、第６導線１２４ａの一端から車両後方に延出した第１部位１４４ａと、第１部位１４４ａの延出端から下方に延びた第２部位１４６ａとを含む。第２部位１４６ａは、電圧制御部６０の車両後方に位置する。

図４及び図５に示すように、第２出力端子７８ｂには、電圧制御部６０の第２入力端子７７ｂに電気的に接続された第４電力ライン７４ｄが電気的に接続される。図４及び図５において、第４電力ライン７４ｄは、第７導線１２０ｂ、第４接合部１２２ｂ及び第８導線１２４ｂを含む。第７導線１２０ｂ及び第８導線１２４ｂのそれぞれは、例えば、帯状の金属プレート（バスバー）である。

第７導線１２０ｂの一端部は、コンタクタ７０の第２出力端子７８ｂに連結される（図４参照）。第７導線１２０ｂの他端部は、第８導線１２４ｂの一端部に第４接合部１２２ｂによって接合される。第８導線１２４ｂの他端部は、電圧制御部６０の第２入力端子７７ｂに連結される。

図４に示すように、第７導線１２０ｂは、コンタクタケース７２の後壁部７２ｒに形成された第７貫通孔１２６ｂと、制御ケース６２の前壁部６２ｆに形成された第８貫通孔１２８ｂとに挿通する。第７貫通孔１２６ｂと第８貫通孔１２８ｂとは互いに対向し連通している。すなわち、第７貫通孔１２６ｂ及び第８貫通孔１２８ｂは、コンタクタケース７２内と制御ケース６２内とを仕切る壁部（後壁部７２ｒ及び前壁部６２ｆ）を貫通する貫通孔である。なお、第７貫通孔１２６ｂは、上述した第５貫通孔１２６ａと一体に繋がっていてもよい。第８貫通孔１２８ｂは、上述した第６貫通孔１２８ａと一体に繋がっていてもよい。

第７導線１２０ｂは、コンタクタ７０の第２出力端子７８ｂから制御ケース６２内まで車両後方に延びている。第７導線１２０ｂの他端部と第８導線１２４ｂの一端部は、互いに平行に配置されている。第７導線１２０ｂの他端部は、第８導線１２４ｂの一端部の上方に位置する。

図４及び図５において、第４接合部１２２ｂは、上下方向に延びた筒部１３０ｂと、ボルト１３２ｂと、ナット１３４ｂとを含む。ボルト１３２ｂは、第７導線１２０ｂの他端部に形成された挿通孔１３６ｂと、筒部１３０ｂの内孔１３８ｂと、第８導線１２４ｂの一端部に形成された挿通孔１４０ｂとに挿通される。筒部１３０ｂは、導電性を有する材料（例えば、銅等の金属材料）によって形成される。ナット１３４ｂは、ボルト１３２ｂに螺合する。筒部１３０ｂの上端面は第７導線１２０ｂの他端部の下面に接触し、筒部１３０ｂの下端面は第８導線１２４ｂの一端部の上面に接触している。

筒部１３０ｂは、上述した保持部材１４２によって保持されている。保持部材１４２は、筒部１３０ｂの外周面を一周囲むように延在している。つまり、筒部１３０ａと筒部１３０ｂとは、保持部材１４２によって互いに絶縁されている。

第４接合部１２２ｂは、第７導線１２０ｂの他端部と第８導線１２４ｂの一端部とを互いに接着する接着剤等であってもよい。また、第４接合部１２２ｂは、第７導線１２０ｂの他端部と第８導線１２４ｂの一端部とを互いに溶接する溶接部であってもよい。第４接合部１２２ｂは、第７導線１２０ｂの他端部と第８導線１２４ｂの一端部とを互いに接合する加締め部又はロウ付け部であってもよい。

第８導線１２４ｂは、第８導線１２４ｂの一端から車両後方に延出した第１部位１４４ｂと、第１部位１４４ｂの延出端から下方に延びた第２部位１４６ｂとを含む。第２部位１４６ｂは、電圧制御部６０の車両後方に位置する。

上述したように、燃料電池システム１６では、図６に示すように、第１ターミナルプレート３８ａが、第１電力ライン７４ａ、コンタクタ７０（第１入力端子７６ａ、第１出力端子７８ａ）、第３電力ライン７４ｃを介して電圧制御部６０（第１入力端子７７ａ）に電気的に接続される。第２ターミナルプレート３８ｂが、第２電力ライン７４ｂ、コンタクタ７０（第２入力端子７６ｂ、第２出力端子７８ｂ）、第４電力ライン７４ｄを介して電圧制御部６０（第２入力端子７７ｂ）に電気的に接続される。

また、燃料電池車両１０Ａは、上述した燃料電池システム１６の他、走行用のモータ１５０と、インバータ１５２と、蓄電装置としてのバッテリ１５４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５６とを備える。モータ１５０は、燃料電池システム１６及びバッテリ１５４から供給される電力に基づいて駆動力を生成し、この駆動力により動力伝達部１５８、トランスミッション（Ｔ／Ｍ）１６０及び車軸１６２を通じて駆動輪としての前輪１８を回転させる。また、モータ１５０は、回生を行うことで生成した電力をバッテリ１５４に出力する。

インバータ１５２は、直流／交流変換を行い、直流を３相の交流に変換してモータ１５０に供給する一方、モータ１５０の回生動作に伴う交流／直流変換後の直流をＤＣ／ＤＣコンバータ１５６を通じてバッテリ１５４に供給する。

この場合、本実施形態に係る燃料電池車両１０Ａは、以下の効果を奏する。

燃料電池車両１０Ａでは、燃料電池スタック２０を収容するスタックケース２４と燃料電池スタック２０の出力電圧を制御する電圧制御ユニット３０とがダッシュボード１２の車両前方に形成されたフロントボックス１４内に搭載される。

燃料電池スタック２０は、複数の発電セル３４が車幅方向に積層されて形成され、電圧制御ユニット３０は、電圧制御部６０と、電圧制御部６０を収容する制御ケース６２と、を有する。制御ケース６２は、スタックケース２４に対して複数の発電セル３４の積層方向と直交する方向（車両後方）に隣接するようにスタックケース２４に接合されている。燃料電池スタック２０と電圧制御ユニット３０との間には、複数の発電セル３４のセル電圧を検出するセル電圧検出ユニット２２が配置されている。

このような構成によれば、燃料電池スタック２０と電圧制御ユニット３０との間にセル電圧検出ユニット２２を配置しているため、燃料電池車両１０Ａの衝突時に、セル電圧検出ユニット２２を電圧制御ユニット３０の制御ケース６２によって保護することができる。これにより、簡易な構成により、燃料電池車両１０Ａの衝突時にセル電圧検出ユニット２２が損傷を受けることを防止することができる。

燃料電池車両１０Ａにおいて、制御ケース６２は、燃料電池スタック２０の車両後方に位置する。

このような構成によれば、燃料電池車両１０Ａの前後方向からの衝突時にセル電圧端子４４ユニットを制御ケース６２によって効果的に保護することができる。

燃料電池車両１０Ａにおいて、スタックケース２４のうち制御ケース６２が位置する側の壁部（後壁部４８ｒ）には、開口部５４が形成され、開口部５４には、セル電圧検出ユニット２２が配置されている。

このような構成によれば、燃料電池システム１６の大型化を抑制しつつ燃料電池スタック２０と電圧制御ユニット３０との間にセル電圧検出ユニット２２を確実に配置することができる。

スタックケース２４には、開口部５４を覆うようにカバー部材５６が設けられている。

このような構成によれば、燃料電池車両１０Ａの衝突時にセル電圧検出ユニット２２をカバー部材５６によって効果的に保護することができる。

セル電圧検出ユニット２２と電圧制御部６０との間には、制御ケース６２の一部を構成する壁部（前壁部６２ｆ）が位置している。

このような構成によれば、車両衝突時にセル電圧検出ユニット２２を制御ケース６２の前壁部６２ｆによって効果的に保護することができる。

燃料電池車両１０Ａは、燃料電池スタック２０のターミナルプレート（第１ターミナルプレート３８ａ及び第２ターミナルプレート３８ｂ）と電圧制御部６０とを互いに結ぶ電力ライン７４と、電力ライン７４を開閉するコンタクタ７０を有するコンタクタユニット３２と、を備える。コンタクタユニット３２は、スタックケース２４に対して上方に隣接して配置されている。

このような構成によれば、燃料電池スタック２０、コンタクタ７０及び電圧制御部６０を互いに近い場所に配置することができるため、ターミナルプレート（第１ターミナルプレート３８ａ及び第２ターミナルプレート３８ｂ）から電圧制御部６０までの電力ライン７４の長さを比較的短くすることができる。

コンタクタユニット３２は、コンタクタ７０を収容するとともにスタックケース２４に配置されたコンタクタケース７２を有している。電力ライン７４のうちターミナルプレート（第１ターミナルプレート３８ａ及び第２ターミナルプレート３８ｂ）とコンタクタ７０とを互いに電気的に接続する部位（第１電力ライン７４ａ及び第２電力ライン７４ｂ）は、コンタクタケース７２内とスタックケース２４内とを仕切る壁部（上壁部４８ｕ及び下壁部７２ｌ）を貫通する貫通孔（第１貫通孔８０ａ、第２貫通孔８２ａ、第３貫通孔８０ｂ、第４貫通孔８２ｂ）に挿通している。

このような構成によれば、電力ライン７４（第１電力ライン７４ａ及び第２電力ライン７４ｂ）を効率的に配線することができる。

制御ケース６２は、車両前後方向にコンタクタユニット３２と重なるようにスタックケース２４の外方に突出している。電力ライン７４のうちコンタクタ７０と電圧制御部６０とを互いに電気的に接続する部位（第３電力ライン７４ｃ及び第４電力ライン７４ｄ）は、コンタクタケース７２内と制御ケース６２内とを仕切る壁部（後壁部７２ｒ及び前壁部６２ｆ）に形成された貫通孔（第５貫通孔１２６ａ、第６貫通孔１２８ａ、第７貫通孔１２６ｂ、第８貫通孔１２８ｂ）に挿通されている。

このような構成によれば、電力ライン７４（第３電力ライン７４ｃ及び第４電力ライン７４ｄ）を効率的に配線することができる。

本実施形態において、コンタクタユニット３２は、スタックケース２４の下方（下壁部４８ｌ）に配置されていてもよい。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る燃料電池車両１０Ｂについて説明する。本実施形態に係る燃料電池車両１０Ｂにおいて、上述した第１実施形態に係る燃料電池車両１０Ａと同一の構成については同一の参照符号を付し、その詳細な説明については省略する。後述する第３実施形態についても同様である。

図７に示すように、燃料電池車両１０Ｂでは、スタックケース２４の車両前方に電圧制御ユニット３０が配置されている。また、セル電圧検出ユニット２２は、燃料電池スタック２０と電圧制御ユニット３０との間に配置されている。スタックケース本体４８の前壁部４８ｆには、セル電圧検出ユニット２２が配置される開口部５４が形成されている。

制御ケース６２の後壁部６２ｒは、カバー部材５６の外面の全体を車両前方から覆っている。つまり、セル電圧検出ユニット２２と電圧制御部６０との間には、制御ケース６２の一部を構成する壁部（後壁部６２ｒ）が位置している。

本実施形態に係る燃料電池車両１０Ｂによれば、上述した第１実施形態に係る燃料電池車両１０Ａと同様の効果を奏する。燃料電池車両１０Ｂにおいて、コンタクタユニット３２は、スタックケース本体４８の下方（下壁部４８ｌ）及び上方（上壁部４８ｕ）のいずれに配置されていてもよい。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る燃料電池車両１０Ｃについて説明する。図８に示すように、燃料電池車両１０Ｃでは、コンタクタユニット３２は、スタックケース２４の車両右方向（右サイドカバー５０）に配置されている。この場合、制御ケース６２は、車両前後方向にコンタクタユニット３２と重なるようにスタックケース２４よりも車両右方向に突出する。

本実施形態に係る燃料電池車両１０Ｃによれば、上述した第１実施形態に係る燃料電池車両１０Ａと同様の効果を奏する。燃料電池車両１０Ｃにおいて、電圧制御ユニット３０は、第２実施形態に係る燃料電池車両１０Ｂのようにスタックケース本体４８の車両前方（前壁部４８ｆ）に配置されていてもよい。

また、燃料電池車両１０Ｃでは、コンタクタユニット３２をスタックケース２４の車両左方向（左サイドカバー５２）に配置し、補機ケース２８を車両右方向（右サイドカバー５０）に配置してもよい。この場合、電圧制御ユニット３０は、車両前後方向にコンタクタユニット３２に重なるようにスタックケース２４よりも車両左方向に突出する。

本発明において、制御ケース６２は、スタックケース２４に対して複数の発電セル３４の積層方向と直交する方向に隣接するようにスタックケース２４に接合されていればよい。つまり、制御ケース６２は、スタックケース２４の上下方向に隣接するようにスタックケース２４に接合されていてもよい。この場合、セル電圧検出ユニット２２は、燃料電池スタック２０と電圧制御ユニット３０との間に位置するように、燃料電池スタック２０の上方又は下方に配置される。

本発明に係る燃料電池車両は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０Ａ〜１０Ｃ…燃料電池車両 １２…ダッシュボード
１４…フロントボックス ２０…燃料電池スタック
２２…セル電圧検出ユニット ２４…スタックケース
３０…電圧制御ユニット ３２…コンタクタユニット
３４…発電セル ３８ａ…第１ターミナルプレート
３８ｂ…第２ターミナルプレート ５４…開口部
５６…カバー部材 ６０…電圧制御部
６２…制御ケース ７０…コンタクタ
７２…コンタクタケース ７４…電力ライン
８０ａ…第１貫通孔 ８０ｂ…第３貫通孔
８２ａ…第２貫通孔 ８２ｂ…第４貫通孔
１２６ａ…第５貫通孔 １２６ｂ…第７貫通孔
１２８ａ…第６貫通孔 １２８ｂ…第８貫通孔

Claims (9)

1. 燃料電池スタックを収容するスタックケースと前記燃料電池スタックの出力電圧を制御する電圧制御ユニットとがダッシュボードの車両前方に形成されたフロントボックス内に搭載された燃料電池車両であって、
   前記燃料電池スタックは、複数の発電セルが車幅方向に積層されて形成され、
   前記電圧制御ユニットは、
   電圧制御部と、
   前記電圧制御部を収容する制御ケースと、を有し、
   前記制御ケースは、前記スタックケースに対して前記複数の発電セルの積層方向と直交する方向に隣接するように前記スタックケースに接合され、
   前記燃料電池スタックと前記電圧制御ユニットとの間には、前記複数の発電セルのセル電圧を検出するセル電圧検出ユニットが配置されている、燃料電池車両。
2. 請求項１記載の燃料電池車両であって、
   前記制御ケースは、前記燃料電池スタックの車両前方又は車両後方に位置する、燃料電池車両。
3. 請求項１又は２に記載の燃料電池車両であって、
   前記スタックケースのうち前記制御ケースが位置する側の壁部には、開口部が形成され、
   前記開口部には、前記セル電圧検出ユニットが配置されている、燃料電池車両。
4. 請求項３記載の燃料電池車両であって、
   前記スタックケースには、前記開口部を覆うようにカバー部材が設けられている、燃料電池車両。
5. 請求項４記載の燃料電池車両であって、
   前記セル電圧検出ユニットと電圧制御部との間には、前記制御ケースの一部を構成する壁部が位置している、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、
   前記燃料電池スタックのターミナルプレートと前記電圧制御部とを互いに結ぶ電力ラインと、
   前記電力ラインを開閉するコンタクタを有するコンタクタユニットと、を備え、
   前記コンタクタユニットは、前記スタックケースに対して上下方向又は車幅方向に隣接して配置されている、燃料電池車両。
7. 請求項６記載の燃料電池車両であって、
   前記コンタクタユニットは、前記スタックケースに対して上方に隣接して配置されている、燃料電池車両。
8. 請求項６又は７に記載の燃料電池車両であって、
   前記コンタクタユニットは、前記コンタクタを収容するとともに前記スタックケースに配置されたコンタクタケースを有し、
   前記電力ラインのうち前記ターミナルプレートと前記コンタクタとを互いに電気的に接続する部位は、前記コンタクタケース内と前記スタックケース内とを仕切る壁部を貫通する貫通孔に挿通している、燃料電池車両。
9. 請求項８記載の燃料電池車両であって、
   前記制御ケースは、車両前後方向に前記コンタクタユニットと重なるように前記スタックケースの外方に突出し、
   前記電力ラインのうち前記コンタクタと前記電圧制御部とを互いに電気的に接続する部位は、前記コンタクタケース内と前記制御ケース内とを仕切る壁部に形成された貫通孔に挿通されている、燃料電池車両。

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