JP2021026958A

JP2021026958A - Fuel cell unit

Info

Publication number: JP2021026958A
Application number: JP2019145745A
Authority: JP
Inventors: 雅之伊藤; Masayuki Ito
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-08-07
Filing date: 2019-08-07
Publication date: 2021-02-22

Abstract

To provide a fuel cell unit suppressing a temperature rise of a reactor disposed near a fuel cell stack while suppressing an increase of manufacturing costs.SOLUTION: A fuel cell unit is equipped with a fuel cell stack 10, a power converter that includes first to third reactors 21a to 21c, and converts the power of the fuel cell stack, and conductive members 63a to 63c connecting the fuel cell stack and the reactors. A cell laminating body of the fuel cell stack includes a cooling water discharge manifold 85 that has a cooling water channel portion in which cooling water circulates, is a through-hole penetrating the cell laminating body in a laminating direction laminating single cells, and discharges the cooling water from the cell laminating body. The reactor 21b is closer to the cooling water discharge manifold than the reactor 21a, and an average value of a cross-sectional area orthogonal to a direction in which the conductive member 63b extends is larger than an average value of a cross-sectional area orthogonal to a direction in which the conductive member 63a extends.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、燃料電池ユニットに関する。 The present invention relates to a fuel cell unit.

電力源と複数のリアクトルを電気的に接続する構成が知られている（例えば、特許文献１）。 A configuration is known in which a power source and a plurality of reactors are electrically connected (for example, Patent Document 1).

特開２０１６−１８４９９０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-184990

例えば燃料電池スタックの電力を変換する電力変換器は、上述のように複数のリアクトルを備え、燃料電池スタックにはこの複数のリアクトルが電気的に並列に接続される。ここで、搭載スペース等の制約により、燃料電池スタックの近傍に複数のリアクトルが配置される場合がある。このような場合、燃料電池スタックの熱により、これらのリアクトル自身やリアクトル周辺の部品が高温に晒され、信頼性に影響を与える可能性がある。 For example, a power converter that converts electric power in a fuel cell stack includes a plurality of reactors as described above, and the plurality of reactors are electrically connected in parallel to the fuel cell stack. Here, due to restrictions such as mounting space, a plurality of reactors may be arranged in the vicinity of the fuel cell stack. In such a case, the heat of the fuel cell stack exposes these reactors themselves and the components around the reactor to high temperatures, which can affect reliability.

ここで、燃料電池スタックは温度勾配を有しており、燃料電池スタックとこれらのリアクトルとの位置関係によって、高温に晒されるリアクトルもあれば、そこまで高温に至らないリアクトルもある。このため、全てのリアクトルに対してこのような熱への対策を行うと、製造コストが増大する可能性がある。 Here, the fuel cell stack has a temperature gradient, and depending on the positional relationship between the fuel cell stack and these reactors, some reactors are exposed to a high temperature, and some reactors are not so hot. For this reason, taking measures against such heat for all reactors may increase the manufacturing cost.

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、製造コストの増大を抑制しつつ燃料電池スタックの近傍に配置されたリアクトルの温度上昇が抑制された燃料電池ユニットを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a fuel cell unit in which the temperature rise of a reactor arranged in the vicinity of the fuel cell stack is suppressed while suppressing an increase in manufacturing cost.

上記目的は、燃料電池スタックと、第１及び第２リアクトルを含み、前記燃料電池スタックの電力を変換する電力変換器と、前記燃料電池スタックと前記第１リアクトルとを接続した第１導電部材と、前記燃料電池スタックと前記第２リアクトルとを接続した第２導電部材と、を備え、前記燃料電池スタックは、複数の単セルが積層されたセル積層体を含み、前記セル積層体は、冷却水が流通する冷却水流路部を有し、前記冷却水流路部は、複数の前記単セルが積層された積層方向に前記セル積層体を貫通した貫通孔であって冷却水を当該セル積層体から排出する冷却水排出マニホールドを含み、前記第２リアクトルは、前記第１リアクトルよりも前記冷却水排出マニホールドに近く、前記第２導電部材が延在する方向に直交した断面の面積の平均値は、前記第１導電部材が延在する方向に直交した断面の面積の平均値よりも大きい、燃料電池ユニットによって達成できる。 The object is a fuel cell stack, a power converter that includes first and second reactors and converts the power of the fuel cell stack, and a first conductive member that connects the fuel cell stack and the first reactor. A second conductive member connecting the fuel cell stack and the second reactor is provided, the fuel cell stack includes a cell laminate in which a plurality of single cells are laminated, and the cell laminate is cooled. The cooling water flow path portion has a cooling water flow path portion through which water flows, and the cooling water flow path portion is a through hole penetrating the cell laminate in the stacking direction in which a plurality of the single cells are laminated, and the cooling water is supplied to the cell laminate. The second reactor is closer to the cooling water discharge manifold than the first reactor, and the average value of the cross-sectional area orthogonal to the extending direction of the second conductive member is the average value of the cross-sectional area including the cooling water discharge manifold discharged from the vehicle. This can be achieved by a fuel cell unit, which is larger than the average value of the area of the cross section orthogonal to the extending direction of the first conductive member.

本発明によれば、製造コストの増大を抑制しつつ燃料電池スタックの近傍に配置されたリアクトルの温度上昇が抑制された燃料電池ユニットを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a fuel cell unit in which the temperature rise of a reactor arranged in the vicinity of the fuel cell stack is suppressed while suppressing an increase in manufacturing cost.

図１は、燃料電池ユニットの断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of the fuel cell unit. 図２は、スタックケースからコンバータケースを取り外した状態での斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the converter case removed from the stack case. 図３は、昇圧コンバータの回路構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of a boost converter. 図４Ａは、燃料電池スタックとリアクトルとの位置関係を示した模式図であり、図４Ｂは、バスバーの各断面の大きさを示した模式図である。FIG. 4A is a schematic view showing the positional relationship between the fuel cell stack and the reactor, and FIG. 4B is a schematic view showing the size of each cross section of the bus bar. 図５Ａは、第１変形例でのバスバーの各断面の大きさを示した模式図であり、図５Ｂは、第２変形例でのバスバーの各断面の大きさを示した模式図である。FIG. 5A is a schematic view showing the size of each cross section of the bus bar in the first modification, and FIG. 5B is a schematic view showing the size of each cross section of the bus bar in the second modification.

［燃料電池ユニット１００の概略構成］
図１は、燃料電池ユニット１００の断面図である。燃料電池ユニット１００は、燃料電池スタック１０と、昇圧コンバータ２０と、スタックケース４０と、コンバータケース５０とを含む。燃料電池スタック１０は、スタックケース４０に収容されている。昇圧コンバータ２０は、コンバータケース５０に収容されている。燃料電池スタック１０と昇圧コンバータ２０とは、スタックケース４０及びコンバータケース５０内で導通接続されている。図２は、スタックケース４０からコンバータケース５０を取り外した状態での斜視図である。昇圧コンバータ２０は、電力変換器の一例である。ここで、電力変換器は昇圧コンバータに限定されず、降圧コンバータ、昇圧と降圧のいずれも可能な昇降圧コンバータの何れでもよい。尚、図には、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向を記載している。Ｘ方向は、後述する燃料電池スタック１０の複数の単セル１１が積層されている方向である。Ｙ方向は、燃料電池スタック１０と昇圧コンバータ２０とが並ぶ方向である。 [Rough configuration of fuel cell unit 100]
FIG. 1 is a cross-sectional view of the fuel cell unit 100. The fuel cell unit 100 includes a fuel cell stack 10, a boost converter 20, a stack case 40, and a converter case 50. The fuel cell stack 10 is housed in a stack case 40. The boost converter 20 is housed in the converter case 50. The fuel cell stack 10 and the boost converter 20 are electrically connected in the stack case 40 and the converter case 50. FIG. 2 is a perspective view of the stack case 40 with the converter case 50 removed. The boost converter 20 is an example of a power converter. Here, the power converter is not limited to the boost converter, and may be any of a step-down converter and a buck-boost converter capable of both step-up and step-down. In the figure, the X direction, the Y direction, and the Z direction that are orthogonal to each other are shown. The X direction is a direction in which a plurality of single cells 11 of the fuel cell stack 10 described later are stacked. The Y direction is the direction in which the fuel cell stack 10 and the boost converter 20 are lined up.

［燃料電池スタックの詳細構成］
燃料電池スタック１０は、複数の単セル１１がＸ方向に積層されたセル積層体１２と、ターミナル１３ａ及び１３ｂと、インシュレータ１４ａ及び１４ｂと、プレッシャプレート１５と、エンドプレート１６とを含む。ターミナル１３ａ及び１３ｂは、Ｘ方向でセル積層体１２の両端に配置され、セル積層体１２よりも＋Ｙ方向に突出した突出部１７ａ及び１７ｂを有する。 [Detailed configuration of fuel cell stack]
The fuel cell stack 10 includes a cell laminate 12 in which a plurality of single cells 11 are laminated in the X direction, terminals 13a and 13b, insulators 14a and 14b, a pressure plate 15, and an end plate 16. The terminals 13a and 13b are arranged at both ends of the cell laminate 12 in the X direction, and have protrusions 17a and 17b protruding in the + Y direction from the cell laminate 12.

単セル１１は、反応ガスとして水素（アノードガス）と空気（カソードガス）の供給を受けて発電する固体高分子形燃料電池である。単セル１１は、電解質膜の両面に電極を配置した発電体である膜電極接合体と、膜電極接合体を挟持する一対のセパレータと、を備える。電解質膜は、スルホン酸基を有するフッ素系樹脂材料又は炭化水素系樹脂材料で形成された固体高分子膜であり、湿潤状態において良好なプロトン伝導性を有する。電極は、カーボン担体と、スルホン酸基を有する固体高分子であって湿潤状態で良好なプロトン伝導性を有するアイオノマーと、を含んで構成されている。カーボン担体には、発電反応を促進させるための触媒（例えば白金又は白金−コバルト合金など）が担持されている。各単セルには、反応ガスや冷却水を流すためのマニホールドが設けられている。マニホールドを流れる反応ガスは、各単セルに設けられたガス流路を介して、各単セルの発電領域に供給される。なお、単セル１１は固体高分子形燃料電池以外の燃料電池であってもよい。 The single cell 11 is a polymer electrolyte fuel cell that generates electricity by receiving hydrogen (anode gas) and air (cathode gas) as reaction gases. The single cell 11 includes a membrane electrode assembly, which is a power generator in which electrodes are arranged on both sides of the electrolyte membrane, and a pair of separators that sandwich the membrane electrode assembly. The electrolyte membrane is a solid polymer membrane formed of a fluorine-based resin material or a hydrocarbon-based resin material having a sulfonic acid group, and has good proton conductivity in a wet state. The electrode is composed of a carbon carrier and an ionomer which is a solid polymer having a sulfonic acid group and has good proton conductivity in a wet state. A catalyst (for example, platinum or a platinum-cobalt alloy) for promoting a power generation reaction is supported on the carbon carrier. Each single cell is provided with a manifold for flowing reaction gas and cooling water. The reaction gas flowing through the manifold is supplied to the power generation region of each single cell via the gas flow path provided in each single cell. The single cell 11 may be a fuel cell other than the polymer electrolyte fuel cell.

エンドプレート１６は、ターミナル１３ａ及びインシュレータ１４ａを挟んでセル積層体１２と反対側に位置している。燃料電池スタック１０は、エンドプレート１６の主面上に、インシュレータ１４ａ、ターミナル１３ａ、セル積層体１２、ターミナル１３ｂ、インシュレータ１４ｂ、及びプレッシャプレート１５がこの順に積層されている。エンドプレート１６は、スタックケース４０のフランジ４２にボルト７１で締結固定されている。フランジ４２の内側は開口４１となっていて、エンドプレート１６がスタックケース４０のフランジ４２に固定されることで、エンドプレート１６上に設けられた燃料電池スタック１０はスタックケース４０内に収容されている。 The end plate 16 is located on the opposite side of the cell laminate 12 with the terminal 13a and the insulator 14a interposed therebetween. In the fuel cell stack 10, an insulator 14a, a terminal 13a, a cell laminate 12, a terminal 13b, an insulator 14b, and a pressure plate 15 are laminated in this order on the main surface of the end plate 16. The end plate 16 is fastened and fixed to the flange 42 of the stack case 40 with bolts 71. The inside of the flange 42 has an opening 41, and the end plate 16 is fixed to the flange 42 of the stack case 40 so that the fuel cell stack 10 provided on the end plate 16 is housed in the stack case 40. There is.

ターミナル１３ａ及び１３ｂは、例えば銅、アルミニウム、又はこれらを含む合金等の金属、若しくは緻密性カーボン等の導電性材料で形成されたプレートであり、単セル１１が発電した電力を取り出すために設けられている。インシュレータ１４ａ及び１４ｂは、例えばゴム又は樹脂等の絶縁性材料で形成されたプレートであり、ターミナル１３ａ及び１３ｂと、インシュレータ１４ａ及び１４ｂよりも外側に位置するプレッシャプレート１５及びエンドプレート１６と、の間の絶縁を取るために設けられている。プレッシャプレート１５は、例えばステンレス鋼又はアルミニウム合金等の金属材料のような剛性の高い材料で形成され、後述するばね７０によってセル積層体１２に圧縮荷重を付与するために設けられている。エンドプレート１６は、例えばステンレス鋼又はアルミニウム合金等の金属材料のような剛性の高い材料で形成されている。 The terminals 13a and 13b are plates made of a metal such as copper, aluminum, or an alloy containing them, or a conductive material such as dense carbon, and are provided to take out the electric power generated by the single cell 11. ing. The insulators 14a and 14b are plates made of an insulating material such as rubber or resin, and are between the terminals 13a and 13b and the pressure plates 15 and end plates 16 located outside the insulators 14a and 14b. It is provided to remove the insulation of the rubber. The pressure plate 15 is made of a highly rigid material such as a metal material such as stainless steel or an aluminum alloy, and is provided to apply a compressive load to the cell laminate 12 by a spring 70 described later. The end plate 16 is made of a highly rigid material such as a metal material such as stainless steel or an aluminum alloy.

エンドプレート１６、ターミナル１３ａ、及びセル積層体１２を、Ｘ方向に貫通した貫通孔である、アノード供給マニホールド８０、アノード排出マニホールド８１、カソード供給マニホールド８２、カソード排出マニホールド８３、冷却水供給マニホールド８４、及び冷却水排出マニホールド８５が形成されている。アノード供給マニホールド８０に供給されたアノードガスは、各単セル１１内を通過して、アノード排出マニホールド８１に排出される。カソード供給マニホールド８２に供給されたカソードガスは、各単セル１１内を通過して、カソード排出マニホールド８３に排出される。このようにして各単セル１１の膜電極接合体にアノードガス及びカソードガスが供給される。冷却水供給マニホールド８４に供給された冷却水は、隣接した単セル１１の間を通過して、冷却水排出マニホールド８５に排出される。このようにして、発電反応によって発熱した各単セル１１が冷却される。 Anode supply manifold 80, anode discharge manifold 81, cathode supply manifold 82, cathode discharge manifold 83, cooling water supply manifold 84, which are through holes penetrating the end plate 16, terminal 13a, and cell laminate 12 in the X direction. And the cooling water discharge manifold 85 is formed. The anode gas supplied to the anode supply manifold 80 passes through each single cell 11 and is discharged to the anode discharge manifold 81. The cathode gas supplied to the cathode supply manifold 82 passes through each single cell 11 and is discharged to the cathode discharge manifold 83. In this way, the anode gas and the cathode gas are supplied to the membrane electrode assembly of each single cell 11. The cooling water supplied to the cooling water supply manifold 84 passes between the adjacent single cells 11 and is discharged to the cooling water discharge manifold 85. In this way, each single cell 11 generated by the power generation reaction is cooled.

［スタックケースの詳細構成］
スタックケース４０は、Ｘ方向の一方側に、上述した内側に開口４１を有する枠形状のフランジ４２を有する。スタックケース４０は、Ｘ方向の他方側であり、燃料電池スタック１０を挟んでエンドプレート１６と反対側に底壁４３を有する。スタックケース４０は、フランジ４２と底壁４３との間を接続する複数の側壁４４〜４７を有する。スタックケース４０は、例えばアルミニウム合金等の金属材料のような剛性の高い材料で形成されている。 [Detailed configuration of stack case]
The stack case 40 has a frame-shaped flange 42 having an opening 41 inside as described above on one side in the X direction. The stack case 40 is on the other side in the X direction and has a bottom wall 43 on the opposite side of the fuel cell stack 10 from the end plate 16. The stack case 40 has a plurality of side walls 44 to 47 connecting between the flange 42 and the bottom wall 43. The stack case 40 is made of a highly rigid material such as a metal material such as an aluminum alloy.

スタックケース４０の底壁４３とプレッシャプレート１５との間にばね７０が圧縮された状態で（ばね７０のＸ方向の長さがばね７０に荷重がかかっていない状態よりも短くなるように）設けられている。これにより、ばね７０の反力によってセル積層体１２には積層方向に圧縮荷重が付与される。ばね７０が備わることで、セル積層体１２に掛かる圧縮荷重が一定の範囲内に収まり易くなり、発電性能及びシール性能が良好となる。なお、ばね７０が設けられていない場合でもよい。この場合、セル積層体１２が積層方向に圧縮された状態でエンドプレート１６がスタックケース４０のフランジ４２に締結固定されることで、エンドプレート１６上に積層された燃料電池スタック１０にはエンドプレート１６とスタックケース４０の底壁４３とによって圧縮荷重が付与される。 The spring 70 is provided between the bottom wall 43 of the stack case 40 and the pressure plate 15 in a compressed state (so that the length of the spring 70 in the X direction is shorter than that when the spring 70 is not loaded). Has been done. As a result, a compressive load is applied to the cell laminated body 12 in the laminated direction by the reaction force of the spring 70. By providing the spring 70, the compressive load applied to the cell laminate 12 can be easily settled within a certain range, and the power generation performance and the sealing performance are improved. It should be noted that the spring 70 may not be provided. In this case, the end plate 16 is fastened and fixed to the flange 42 of the stack case 40 in a state where the cell laminate 12 is compressed in the stacking direction, so that the fuel cell stack 10 laminated on the end plate 16 has an end plate. A compressive load is applied by 16 and the bottom wall 43 of the stack case 40.

スタックケース４０の複数の側壁４４〜４７のうちの側壁４４は、燃料電池スタック１０と昇圧コンバータ２０との間に位置している。側壁４４は、後述するバスバー６０及び６１とターミナル１３ａ及び１３ｂとの接続を許容する開口４８を有する。すなわち、開口４８を介してバスバー６０及び６１とターミナル１３ａ及び１３ｂが接続している。尚、図２においては、バスバー６０及び６１を省略してある。側壁４４は、セル積層体１２に付与される圧縮荷重を維持するための締結部材の役割を担うために設けられている。側壁４５は、燃料電池スタック１０を挟んで側壁４４と反対側に位置している。すなわち、側壁４５は、Ｘ方向に直交するＹ方向で側壁４４との間に燃料電池スタック１０を挟んでいる。側壁４６及び４７は、側壁４４及び４５に交差し、フランジ４２と底壁４３と側壁４５に接続している。側壁４５〜４７は、開口が設けられてなく、スタックケース４０内に収容された燃料電池スタック１０全体を覆っている。尚、側壁４４と底壁４３とで形成される燃料電池スタック１０側の角度は、９０°よりも僅かに大きいがこれに限定されない。 The side wall 44 of the plurality of side walls 44 to 47 of the stack case 40 is located between the fuel cell stack 10 and the boost converter 20. The side wall 44 has an opening 48 that allows connection between the bus bars 60 and 61 described later and the terminals 13a and 13b. That is, the bus bars 60 and 61 and the terminals 13a and 13b are connected to each other through the opening 48. In FIG. 2, the bus bars 60 and 61 are omitted. The side wall 44 is provided to serve as a fastening member for maintaining the compressive load applied to the cell laminate 12. The side wall 45 is located on the side opposite to the side wall 44 with the fuel cell stack 10 interposed therebetween. That is, the side wall 45 sandwiches the fuel cell stack 10 with the side wall 44 in the Y direction orthogonal to the X direction. The side walls 46 and 47 intersect the side walls 44 and 45 and connect to the flange 42, the bottom wall 43 and the side wall 45. The side walls 45 to 47 are not provided with an opening and cover the entire fuel cell stack 10 housed in the stack case 40. The angle on the fuel cell stack 10 side formed by the side wall 44 and the bottom wall 43 is slightly larger than 90 °, but is not limited to this.

［昇圧コンバータの詳細構成］
昇圧コンバータ２０は燃料電池スタック１０の出力電圧を昇圧する。昇圧コンバータ２０は、リアクトル２１、電流センサ２２、インテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ：Intelligent Power Module）２３、コンデンサ２４、端子台２５及び２６、並びに導電部材（例えばバスバー又はケーブル）３１〜３５を含んで構成されている。電流センサ２２とＩＰＭ２３とコンデンサ２４は基板２７上に設けられている。リアクトル２１は、コイル外周面が放熱シート２８を介して冷却槽２９に接触している。このように、昇圧コンバータ２０は、基板２７、放熱シート２８、及び冷却槽２９を構成部品として含んでいてもよい。冷却槽２９の内部には、冷却槽２９の温度を所定温度範囲内に維持するための冷媒が循環している。これにより、リアクトル２１が冷却される。なお、放熱シート２８を配置する代わりに、リアクトル２１と冷却槽２９との間に絶縁性の放熱性樹脂材料が塗布または充填されていてもよい。ＩＰＭ２３の内部には、冷媒が流れる冷媒通路３０が設けられている。これにより、ＩＰＭ２３が冷却される。なお、昇圧コンバータ２０は、温度センサを備えていてもよい。 [Detailed configuration of boost converter]
The boost converter 20 boosts the output voltage of the fuel cell stack 10. The boost converter 20 includes a reactor 21, a current sensor 22, an intelligent power module (IPM) 23, a capacitor 24, terminal blocks 25 and 26, and conductive members (for example, bus bars or cables) 31 to 35. ing. The current sensor 22, the IPM 23, and the capacitor 24 are provided on the substrate 27. The outer peripheral surface of the coil of the reactor 21 is in contact with the cooling tank 29 via the heat radiating sheet 28. As described above, the boost converter 20 may include the substrate 27, the heat radiating sheet 28, and the cooling tank 29 as components. A refrigerant for maintaining the temperature of the cooling tank 29 within a predetermined temperature range circulates inside the cooling tank 29. As a result, the reactor 21 is cooled. Instead of arranging the heat radiating sheet 28, an insulating heat radiating resin material may be applied or filled between the reactor 21 and the cooling tank 29. Inside the IPM 23, a refrigerant passage 30 through which the refrigerant flows is provided. As a result, the IPM 23 is cooled. The boost converter 20 may include a temperature sensor.

リアクトル２１と電流センサ２２は導電部材３２によって電気的に接続されている。電流センサ２２とＩＰＭ２３は導電部材３３によって電気的に接続されている。ＩＰＭ２３とコンデンサ２４は導電部材３４によって電気的に接続されている。リアクトル２１に電気的に接続する導電部材３１が端子台２６に固定され、コンデンサ２４に電気的に接続する導電部材３５が端子台２５に固定されている。導電部材３１〜３５は、例えば銅、アルミニウム、又はこれらを含む合金等の電気抵抗率の小さい金属を含んで形成されている。これら端子台２５及び２６は、導電部材を保持するための、合成樹脂製のホルダー部を有している。このホルダー部の温度が過度に上昇すると強度が低下して変形等の不具合が生じる恐れがあるため、これら導電部材は、所定温度以下（例えば１３０℃以下）に抑制されていることが好ましい。 The reactor 21 and the current sensor 22 are electrically connected by a conductive member 32. The current sensor 22 and the IPM 23 are electrically connected by a conductive member 33. The IPM 23 and the capacitor 24 are electrically connected by a conductive member 34. The conductive member 31 electrically connected to the reactor 21 is fixed to the terminal block 26, and the conductive member 35 electrically connected to the capacitor 24 is fixed to the terminal block 25. The conductive members 31 to 35 are formed containing a metal having a low electrical resistivity, such as copper, aluminum, or an alloy containing these. These terminal blocks 25 and 26 have a holder portion made of synthetic resin for holding the conductive member. If the temperature of the holder portion rises excessively, the strength may decrease and problems such as deformation may occur. Therefore, it is preferable that these conductive members are suppressed to a predetermined temperature or lower (for example, 130 ° C. or lower).

バスバー６０は、一端側が燃料電池スタック１０のターミナル１３ａの突出部１７ａにボルトで固定されることで電気的に接続され、他端側が端子台２５で導電部材３５にボルト７２で固定されることで電気的に接続されている。バスバー６１は、一端側が燃料電池スタック１０のターミナル１３ｂの突出部１７ｂにボルトで固定されることで電気的に接続され、他端側が端子台２６で導電部材３１にボルト７２で固定されることで電気的に接続されている。バスバー６０及び６１は、例えば銅、アルミニウム、又はこれらを含む合金等の電気抵抗率の小さい金属で形成され、スタックケース４０及びコンバータケース５０を含む筐体内に配置されている。燃料電池スタック１０と昇圧コンバータ２０は、バスバー６０及び６１によって電気的に接続されている。 The bus bar 60 is electrically connected by being bolted to the protruding portion 17a of the terminal 13a of the fuel cell stack 10 on one end side, and is fixed to the conductive member 35 by the bolt 72 on the terminal block 25 on the other end side. It is electrically connected. The bus bar 61 is electrically connected by being bolted to the protruding portion 17b of the terminal 13b of the fuel cell stack 10 on one end side, and is fixed to the conductive member 31 by the bolt 72 on the terminal block 26 on the other end side. It is electrically connected. The bus bars 60 and 61 are made of a metal having a low electrical resistivity such as copper, aluminum, or an alloy containing them, and are arranged in a housing including a stack case 40 and a converter case 50. The fuel cell stack 10 and the boost converter 20 are electrically connected by bus bars 60 and 61.

［コンバータケースの詳細構成］
昇圧コンバータ２０は、コンバータケース５０内に収容されている。コンバータケース５０は、例えばアルミニウム合金等の金属材料のような剛性の高い材料で形成されている。コンバータケース５０は底壁５３と側壁５４〜５７を有する。コンバータケース５０の底壁５３に対向する面はバスバー６０及び６１が通過可能となるように開口している。コンバータケース５０は、側壁５４〜５７に連続して設けられたフランジ部が、ボルトによって、スタックケース４０のフランジ４２、底壁４３、及び側壁４６、４７に締結固定されている。スタックケース４０とコンバータケース５０とエンドプレート１６が締結された筐体内に燃料電池スタック１０及び昇圧コンバータ２０が収容されて外部と隔離されている。昇圧された電力はコンバータケース５０の側壁５６に設けられた開口５８から外部に取り出される。すなわち、開口５８は、外部機器が昇圧コンバータ２０の出力コネクタに接続することを可能とするために設けられている。 [Detailed configuration of converter case]
The boost converter 20 is housed in the converter case 50. The converter case 50 is made of a highly rigid material such as a metal material such as an aluminum alloy. The converter case 50 has a bottom wall 53 and side walls 54 to 57. The surface of the converter case 50 facing the bottom wall 53 is open so that the bus bars 60 and 61 can pass through. In the converter case 50, flange portions continuously provided on the side walls 54 to 57 are fastened and fixed to the flange 42, the bottom wall 43, and the side walls 46, 47 of the stack case 40 by bolts. The fuel cell stack 10 and the boost converter 20 are housed in a housing in which the stack case 40, the converter case 50, and the end plate 16 are fastened, and are isolated from the outside. The boosted power is taken out from the opening 58 provided in the side wall 56 of the converter case 50. That is, the opening 58 is provided to allow an external device to be connected to the output connector of the boost converter 20.

［昇圧コンバータの回路構成］
図３は、昇圧コンバータ２０の回路構成を示す図である。図３には、燃料電池スタック１０と、後述する外部機器８６とについても示している。図３のように、昇圧コンバータ２０は、リアクトル２１ａ〜２１ｃと、電流センサ２２ａ〜２２ｃと、スイッチング素子３６ａとダイオード３７ａを備えるＩＰＭ２３ａ、スイッチング素子３６ｂとダイオード３７ｂを備えるＩＰＭ２３ｂと、スイッチング素子３６ｃとダイオード３７ｃを備えるＩＰＭ２３ｃと、コンデンサ２４と、を備える。リアクトル２１ａと電流センサ２２ａとダイオード３７ａと、リアクトル２１ｂと電流センサ２２ｂとダイオード３７ｂと、リアクトル２１ｃと電流センサ２２ｃとダイオード３７ｃとは、それぞれ直列に接続されている。直列に接続されたこれらの部品はスイッチング素子３６ａ、３６ｂ、及び３６ｃを介して互いに並列に接続されている。このような並列回路とすることで、リアクトル２１ａ〜２１ｃ、ＩＰＭ２３ａ〜２３ｃのそれぞれを流れる電流値を小さくして発熱を抑制することができる。リアクトル２１ａ〜２１ｃは、例えば同じ構成をしていて同じ性能を有する同一部品であるが、これに限定されない。 [Circuit configuration of boost converter]
FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of the boost converter 20. FIG. 3 also shows the fuel cell stack 10 and the external device 86 described later. As shown in FIG. 3, the boost converter 20 includes reactors 21a to 21c, current sensors 22a to 22c, IPM23a including a switching element 36a and a diode 37a, IPM23b including a switching element 36b and a diode 37b, and a switching element 36c and a diode. An IPM 23c including 37c and a capacitor 24 are provided. The reactor 21a, the current sensor 22a, the diode 37a, the reactor 21b, the current sensor 22b and the diode 37b, and the reactor 21c, the current sensor 22c and the diode 37c are connected in series, respectively. These components connected in series are connected in parallel to each other via switching elements 36a, 36b, and 36c. By using such a parallel circuit, it is possible to reduce the current value flowing through each of the reactors 21a to 21c and the IPM23a to 23c and suppress heat generation. The reactors 21a to 21c are, for example, the same parts having the same configuration and the same performance, but are not limited thereto.

燃料電池スタック１０とリアクトル２１ａは、燃料電池側バスバー６１ａとコンバータ側バスバー３１ａを含むバスバー６３ａで電気的に接続されている。燃料電池スタック１０とリアクトル２１ｂは、燃料電池側バスバー６１ｂとコンバータ側バスバー３１ｂを含むバスバー６３ｂで電気的に接続されている。燃料電池スタック１０とリアクトル２１ｃは、燃料電池側バスバー６１ｃとコンバータ側バスバー３１ｃを含むバスバー６３ｃで電気的に接続されている。バスバー６３ａ〜６３ｃは、例えば同じ材料で形成されているが、これに限定されない。 The fuel cell stack 10 and the reactor 21a are electrically connected by a bus bar 63a including a fuel cell side bus bar 61a and a converter side bus bar 31a. The fuel cell stack 10 and the reactor 21b are electrically connected by a bus bar 63b including a fuel cell side bus bar 61b and a converter side bus bar 31b. The fuel cell stack 10 and the reactor 21c are electrically connected by a bus bar 63c including a fuel cell side bus bar 61c and a converter side bus bar 31c. The bus bars 63a to 63c are made of, for example, the same material, but are not limited thereto.

電流センサ２２ａ〜２２ｃは、リアクトル２１ａ〜２１ｃに下流側で接続されているが、これに限定されず上流側で接続されていてもよい。電流センサ２２ａ〜２２ｃで検出された値に応じてスイッチング素子３６ａ〜３６ｃが開閉制御されて、燃料電池スタック１０からの出力電圧が昇圧される。スイッチング素子３６ａ〜３６ｃを開閉するデューティー比を制御することにより、昇圧コンバータ２０における入力電圧に対する出力電圧の比である昇圧比を制御するとともに、リアクトル２１ａ〜２１ｃを流れる電流値を均一にできる。 The current sensors 22a to 22c are connected to the reactors 21a to 21c on the downstream side, but the present invention is not limited to this, and the current sensors 22a to 22c may be connected on the upstream side. The switching elements 36a to 36c are controlled to open and close according to the values detected by the current sensors 22a to 22c, and the output voltage from the fuel cell stack 10 is boosted. By controlling the duty ratio for opening and closing the switching elements 36a to 36c, the boosting ratio, which is the ratio of the output voltage to the input voltage in the boost converter 20, can be controlled, and the current value flowing through the reactors 21a to 21c can be made uniform.

昇圧コンバータ２０は、燃料電池スタック１０の出力電圧を昇圧し、コンバータケース５０の開口５８を介して昇圧コンバータ２０の出力コネクタに接続された外部機器８６に出力する。外部機器８６は、例えば車両を駆動するモータ用のインバータ、燃料電池を駆動するための補機（例えばエアコンプレッサ又は冷却水ポンプ等）のインバータ、車両の空調用補機のインバータ等である。 The boost converter 20 boosts the output voltage of the fuel cell stack 10 and outputs it to an external device 86 connected to the output connector of the boost converter 20 through the opening 58 of the converter case 50. The external device 86 is, for example, an inverter for a motor for driving a vehicle, an inverter for an auxiliary machine for driving a fuel cell (for example, an air compressor or a cooling water pump), an inverter for an auxiliary machine for air conditioning of a vehicle, and the like.

［リアクトル］
図４Ａは、燃料電池スタック１０とリアクトル２１ａ〜２１ｃとの位置関係を示した模式図である。燃料電池スタック１０には、冷却水が流れる冷却水流路部１８が形成されている。冷却水流路部１８は、上述した冷却水供給マニホールド８４、冷却水排出マニホールド８５、セル間流路１８１を含む。セル間流路１８１は、隣接する単セル１１間に形成されており、ＹＺ平面内で、Ｙ方向に所定の幅を有してＺ方向に延びている。従って、冷却水は、冷却水供給マニホールド８４内を＋Ｘ方向に流れ、セル間流路１８１内で−Ｚ方向に流れ、冷却水排出マニホールド８５内で−Ｘ方向に流れて燃料電池スタック１０から排出される。 [Reactor]
FIG. 4A is a schematic view showing the positional relationship between the fuel cell stack 10 and the reactors 21a to 21c. The fuel cell stack 10 is formed with a cooling water flow path portion 18 through which cooling water flows. The cooling water flow path portion 18 includes the cooling water supply manifold 84, the cooling water discharge manifold 85, and the inter-cell flow path 181 described above. The cell-to-cell flow path 181 is formed between adjacent single cells 11 and extends in the Z direction with a predetermined width in the Y direction in the YZ plane. Therefore, the cooling water flows in the cooling water supply manifold 84 in the + X direction, flows in the inter-cell flow path 181 in the −Z direction, flows in the cooling water discharge manifold 85 in the −X direction, and is discharged from the fuel cell stack 10. Will be done.

図４Ａには、セル間流路１８１にＸ方向で重なる単セル１１の膜電極接合体１１１を点線で示している。セル間流路１８１内を冷却水が流れることにより、発電反応によって発熱する膜電極接合体１１１を効果的に冷却する。ここで、冷却水はセル間流路１８１内を流れる過程で、膜電極接合体１１１から熱を受けて温度が上昇する。このため、セル間流路１８１内の上流側（冷却水供給マニホールド８４側）よりも、セル間流路１８１内の下流側（冷却水排出マニホールド８５側）の方が、冷却水の温度は高い。このため、セル間流路１８１から冷却水排出マニホールド８５に流入した冷却水の温度は、セル間流路１８１内を流れている途中の冷却水の温度よりも高い。このため、燃料電池スタック１０についても、冷却水排出マニホールド８５に近いほど高温となっている。 In FIG. 4A, the membrane electrode assembly 111 of the single cell 11 overlapping the inter-cell flow path 181 in the X direction is shown by a dotted line. The cooling water flows through the inter-cell flow path 181 to effectively cool the membrane electrode assembly 111 that generates heat due to the power generation reaction. Here, the temperature of the cooling water rises by receiving heat from the membrane electrode assembly 111 in the process of flowing through the inter-cell flow path 181. Therefore, the temperature of the cooling water is higher on the downstream side (cooling water discharge manifold 85 side) in the inter-cell flow path 181 than on the upstream side (cooling water supply manifold 84 side) in the inter-cell flow path 181. .. Therefore, the temperature of the cooling water flowing from the inter-cell flow path 181 into the cooling water discharge manifold 85 is higher than the temperature of the cooling water flowing in the inter-cell flow path 181. Therefore, the temperature of the fuel cell stack 10 is higher as it is closer to the cooling water discharge manifold 85.

ここで、リアクトル２１ａ〜２１ｃは−Ｚ方向に順に配置されており、リアクトル２１ｃが最も冷却水排出マニホールド８５の近くに位置し、リアクトル２１ａが最も冷却水排出マニホールド８５から離れている。このため、リアクトル２１ｃ〜２１ａの順に燃料電池スタック１０から受ける熱量が多く、リアクトル２１ｃが最も高温になりやすいが、リアクトル２１ａは最も高温になり難い。 Here, the reactors 21a to 21c are arranged in order in the −Z direction, the reactor 21c is located closest to the cooling water discharge manifold 85, and the reactor 21a is farthest from the cooling water discharge manifold 85. Therefore, the amount of heat received from the fuel cell stack 10 is large in the order of the reactors 21c to 21a, and the reactor 21c tends to have the highest temperature, but the reactor 21a is unlikely to have the highest temperature.

図４Ｂは、バスバー６３ａ〜６３ｃの各断面の大きさを示した模式図である。バスバー６３ａ〜６３ｃの各厚みＴは同じであるが、バスバー６３ａ〜６３ｃのそれぞれの幅Ｗａ〜Ｗｃは、幅Ｗｃが最も広く、幅Ｗａが最も狭い。従って、これらが延在した方向に直交する断面の面積（断面積）の平均値は、バスバー６３ｃが最も大きく、バスバー６３ａが最も小さい。従って、単位長さでの電気抵抗は、バスバー６３ｃが最も小さく、バスバー６３ａが最も大きい。この結果、バスバー６３ａ〜６３ｃに同じ電流値が流れた際には、電気抵抗による単位長さ当たりの発熱量は、バスバー６３ｃが最も少なく、バスバー６３ａが最も多い。このため、バスバー６３ｃの断面積の平均値が、バスバー６３ａ又は６３ｂの断面積の平均値と同じであった場合と比較して、バスバー６３ｃに接続されたリアクトル２１ｃやそのリアクトル２１ｃ周辺に配置された他の部品の温度が上昇することが抑制される。 FIG. 4B is a schematic view showing the size of each cross section of the bus bars 63a to 63c. The thicknesses T of the bus bars 63a to 63c are the same, but the widths Wa to Wc of the bus bars 63a to 63c have the widest width Wc and the narrowest width Wa. Therefore, the average value of the area (cross-sectional area) of the cross section orthogonal to the extending direction is the largest in the bus bar 63c and the smallest in the bus bar 63a. Therefore, the electric resistance in a unit length is the smallest in the bus bar 63c and the largest in the bus bar 63a. As a result, when the same current value flows through the bus bars 63a to 63c, the amount of heat generated per unit length due to the electric resistance is the smallest in the bus bar 63c and the largest in the bus bar 63a. Therefore, the reactor 21c connected to the bus bar 63c and the periphery of the reactor 21c are arranged as compared with the case where the average value of the cross-sectional area of the bus bar 63c is the same as the average value of the cross-sectional area of the bus bar 63a or 63b. In addition, the temperature rise of other parts is suppressed.

ここで、バスバー６３ｃのみならず、バスバー６３ａ及び６３ｂに関しても断面積の平均値を増大させることにより、リアクトル２１ａ及び２１ｂについてもできる限り温度上昇を抑制することができる。しかしながらこの場合、バスバー６３ａ及び６３ｂの各断面積の平均値が増大したことに伴い、製造コストや質量が増大し、また、これらを配線スペースの制約を受けて配線作業が困難になる恐れもある。本実施例では、燃料電池スタック１０からの熱により最も高温となりやすいリアクトル２１ｃに接続されたバスバー６３ｃの断面積の平均値を、バスバー６３ａ及び６３ｂの各断面積の平均値よりも大きくすることにより、このような問題を回避できる。 Here, by increasing the average cross-sectional area of not only the bus bars 63c but also the bus bars 63a and 63b, it is possible to suppress the temperature rise of the reactors 21a and 21b as much as possible. However, in this case, as the average value of the cross-sectional areas of the bus bars 63a and 63b increases, the manufacturing cost and mass increase, and the wiring work may become difficult due to the limitation of the wiring space. .. In this embodiment, the average cross-sectional area of the bus bar 63c connected to the reactor 21c, which is most likely to be heated by the heat from the fuel cell stack 10, is made larger than the average cross-sectional area of the bus bars 63a and 63b. , Such a problem can be avoided.

また、リアクトル２１ａ〜２１ｃに同一の電流値が流れた場合にリアクトル２１ｃの発熱量が最も小さくなるようにリアクトル２１ａ〜２１ｃの仕様を異ならせることにより、リアクトル２１ｃの温度上昇を抑制することができる。しかしながらこの場合、仕様が異なるリアクトル２１ａ〜２１ｃを採用することにより製造コストが増大する恐れがある。本実施例では、断面積の平均値が異なるバスバー６３ａ〜６３ｃを用いることにより、リアクトル２１ｃの温度上昇を容易に抑止できる。 Further, by changing the specifications of the reactors 21a to 21c so that the calorific value of the reactors 21c is minimized when the same current value flows through the reactors 21a to 21c, the temperature rise of the reactors 21c can be suppressed. .. However, in this case, the manufacturing cost may increase by adopting the reactors 21a to 21c having different specifications. In this embodiment, the temperature rise of the reactor 21c can be easily suppressed by using the bus bars 63a to 63c having different average cross-sectional areas.

本実施例では、断面積の平均値は、上述したようにバスバー６３ａ〜６３ｃの順に大きくなり、燃料電池スタック１０の温度勾配に対応している。このため、リアクトル２１ａ〜２１ｃやこれらの周辺に配置された部品の温度を均一にして、一部の部品のみが過度に高温となることを回避できる。 In this embodiment, the average cross-sectional area increases in the order of bus bars 63a to 63c as described above, and corresponds to the temperature gradient of the fuel cell stack 10. Therefore, the temperatures of the reactors 21a to 21c and the parts arranged around them can be made uniform, and it is possible to prevent only some parts from becoming excessively high temperatures.

尚、リアクトル２１ｂとリアクトル２１ｃとを比較すると、リアクトル２１ｃはリアクトル２１ｂよりも冷却水排出マニホールド８５に近いため、リアクトル２１ｂは第１リアクトルの一例であり、リアクトル２１ｃは第２リアクトルの一例である。リアクトル２１ｂとリアクトル２１ａとを比較すると、リアクトル２１ｂはリアクトル２１ａよりも冷却水排出マニホールド８５に近いため、リアクトル２１ａは第１リアクトルの一例であり、リアクトル２１ｂは第２リアクトルの一例である。 Comparing the reactor 21b and the reactor 21c, the reactor 21c is closer to the cooling water discharge manifold 85 than the reactor 21b, so that the reactor 21b is an example of the first reactor and the reactor 21c is an example of the second reactor. Comparing the reactor 21b and the reactor 21a, since the reactor 21b is closer to the cooling water discharge manifold 85 than the reactor 21a, the reactor 21a is an example of the first reactor and the reactor 21b is an example of the second reactor.

尚、バスバー６３ａ〜６３ｃは、幅が同じであり、バスバー６３ｃの厚みが最も厚く、バスバー６３ａの厚みを最も薄くすることにより、バスバー６３ｃの断面積の平均値をバスバー６３ａ及び６３ｂの各断面積よりも大きくしてもよい。また、バスバー６３ｃの厚みを最も厚くし且つ幅も最も広くすることにより、バスバー６３ｃの断面積の平均値をバスバー６３ａ及び６３ｂの各断面積の平均値よりも大きくしてもよい。但し、厚みの異なるバスバーを用意するよりも、厚みは同じであるが幅が異なるバスバーを用意することの方が製造コストの増大を抑制できる。バスバー６３ｃの断面積の平均値をバスバー６３ａ及び６３ｂの各断面積の平均値よりも大きくしてもよい。尚、「厚みが同じ」には、製造誤差程度に異なる場合も含まれる。同様に、「幅が同じ」には、製造誤差程度に異なる場合も含まれる。また、断面積の平均値、とは、バスバーが延在した方向での位置によっては、製造誤差やバスバーの形状により、断面積が異なっている場合があるため、平均値とした。バスバーの断面積の平均値は、バスバーの体積をバスバーの長さで除算することにより得ることができる。 The widths of the bus bars 63a to 63c are the same, the thickness of the bus bar 63c is the thickest, and the thickness of the bus bar 63a is the thinnest, so that the average value of the cross-sectional areas of the bus bars 63c is calculated as the cross-sectional areas of the bus bars 63a and 63b. May be larger than. Further, by making the thickness of the bus bar 63c the thickest and the width widest, the average value of the cross-sectional areas of the bus bars 63c may be larger than the average value of the cross-sectional areas of the bus bars 63a and 63b. However, it is possible to suppress an increase in manufacturing cost by preparing bus bars having the same thickness but different widths rather than preparing bus bars having different thicknesses. The average value of the cross-sectional areas of the bus bars 63c may be larger than the average value of the cross-sectional areas of the bus bars 63a and 63b. The "same thickness" includes cases where the manufacturing error is different. Similarly, "same width" includes cases where the manufacturing error is different. Further, the average value of the cross-sectional area is taken as the average value because the cross-sectional area may differ depending on the manufacturing error and the shape of the bus bar depending on the position in the extending direction of the bus bar. The average cross-sectional area of the busbar can be obtained by dividing the volume of the busbar by the length of the busbar.

［第１変形例］
図５Ａは、第１変形例でのバスバー６３ａ〜６３ｃの各断面の大きさを示した模式図である。第１変形例では、バスバー６３ａ〜６３ｃの各厚みＴは同じであって、幅Ｗａと幅Ｗｃとは同じであり、幅Ｗｂは幅Ｗａ及びＷｂのそれぞれよりも広い。即ち、バスバー６３ａ及び６３ｃの断面積の平均値は同じであり、バスバー６３ｂの断面積の平均値は、バスバー６３ａ及び６３ｃの各断面積の平均値よりも大きい。これにより、バスバー６３ｂに接続されたリアクトル２１ｂやそのリアクトル２１ｂ周辺に配置された他の部品が高温になることが抑制される。第１変形例は、例えばリアクトル２１ａ〜２１ｃのうち、リアクトル２１ｃの耐熱性が優れており、リアクトル２１ａ及び２１ｂがリアクトル２１ｃよりも耐熱性が低い場合に、効果的である。第１変形例では、バスバー６３ａが第１導電部材の一例であり、バスバー６３ｂが第２導電部材の一例である。 [First modification]
FIG. 5A is a schematic view showing the size of each cross section of the bus bars 63a to 63c in the first modification. In the first modification, the thicknesses T of the bus bars 63a to 63c are the same, the width Wa and the width Wc are the same, and the width Wb is wider than the widths Wa and Wb, respectively. That is, the average value of the cross-sectional areas of the bus bars 63a and 63c is the same, and the average value of the cross-sectional areas of the bus bars 63b is larger than the average value of the cross-sectional areas of the bus bars 63a and 63c. As a result, it is possible to prevent the reactor 21b connected to the bus bar 63b and other components arranged around the reactor 21b from becoming hot. The first modification is effective when, for example, among the reactors 21a to 21c, the reactor 21c has excellent heat resistance, and the reactors 21a and 21b have lower heat resistance than the reactor 21c. In the first modification, the bus bar 63a is an example of the first conductive member, and the bus bar 63b is an example of the second conductive member.

［第２変形例］
図５Ｂは、第２変形例でのバスバー６３ａ〜６３ｃの各断面の大きさを示した模式図である。第２変形例では、バスバー６３ａ〜６３ｃのそれぞれの幅Ｗａ〜Ｗｃは同じであり、バスバー６３ｂの厚みＴｂは、バスバー６３ａ及び６３ｃのそれぞれの厚みＴよりも厚い。即ち、バスバー６３ａ及び６３ｃの断面積の平均値は同じであり、バスバー６３ｂの断面積の平均値は、バスバー６３ａ及び６３ｃの各断面積の平均値よりも大きい。これにより、第１変形例と同様に、バスバー６３ｂに接続されたリアクトル２１ｂやそのリアクトル２１ｂ周辺に配置された他の部品が高温になることが抑制される。この場合、第２変形例では、第１変形例と同様に、バスバー６３ａが第１導電部材の一例であり、バスバー６３ｂが第２導電部材の一例である。 [Second modification]
FIG. 5B is a schematic view showing the size of each cross section of the bus bars 63a to 63c in the second modification. In the second modification, the widths Wa to Wc of the bus bars 63a to 63c are the same, and the thickness Tb of the bus bars 63b is thicker than the thickness T of the bus bars 63a and 63c, respectively. That is, the average value of the cross-sectional areas of the bus bars 63a and 63c is the same, and the average value of the cross-sectional areas of the bus bars 63b is larger than the average value of the cross-sectional areas of the bus bars 63a and 63c. As a result, as in the first modification, it is possible to prevent the reactor 21b connected to the bus bar 63b and other components arranged around the reactor 21b from becoming hot. In this case, in the second modification, the bus bar 63a is an example of the first conductive member and the bus bar 63b is an example of the second conductive member, as in the first modification.

［その他］
図４Ａに示したようにリアクトル２１ａ〜２１ｃでは、Ｘ方向での位置が略同じ位置でＺ方向に並ぶように配置されているが、これに限定されず、Ｘ方向での位置が互いに異なるように配置されていてもよい。 [Other]
As shown in FIG. 4A, the reactors 21a to 21c are arranged so that the positions in the X direction are substantially the same and are arranged in the Z direction, but the positions are not limited to this and the positions in the X direction are different from each other. It may be arranged in.

リアクトル２１ａ〜２１ｃが燃料電池スタック１０の同一の上面に対向しているがこれに限定されない。例えば、燃料電池スタック１０の６面のうち、エンドプレート１６及びプレッシャプレート１５が設けられた面以外の、４面の何れかに対向していればよい。 Reactors 21a-21c face the same top surface of the fuel cell stack 10, but are not limited to this. For example, of the six surfaces of the fuel cell stack 10, it suffices to face any of the four surfaces other than the surface on which the end plate 16 and the pressure plate 15 are provided.

また、複数のリアクトルが、燃料電池スタック１０の異なる面でそれぞれ対向していてもよい。例えば、リアクトル２１ａは、ＸＹ平面に平行な燃料電池スタック１０の冷却水供給マニホールド８４側の側面に対向し、リアクトル２１ｂは、ＸＺ平面に平行な燃料電池スタック１０の上面又は下面に対向し、リアクトル２１ｃは、ＸＹ平面に平行な燃料電池スタック１０の冷却水排出マニホールド８５側の側面に対向してもよい。また、リアクトル２１ａ及び２１ｂは、ＸＹ平面に平行な燃料電池スタック１０の冷却水供給マニホールド８４側の側面に対向し、リアクトル２１ｃはＸＹ平面に平行な燃料電池スタック１０の冷却水排出マニホールド８５側の側面に対向してもよい。 Further, a plurality of reactors may face each other on different surfaces of the fuel cell stack 10. For example, the reactor 21a faces the side surface of the fuel cell stack 10 parallel to the XY plane on the cooling water supply manifold 84 side, and the reactor 21b faces the upper surface or the lower surface of the fuel cell stack 10 parallel to the XZ plane. 21c may face the side surface of the fuel cell stack 10 parallel to the XY plane on the cooling water discharge manifold 85 side. Further, the reactors 21a and 21b face the side surface of the fuel cell stack 10 parallel to the XY plane on the cooling water supply manifold 84 side, and the reactor 21c is on the cooling water discharge manifold 85 side of the fuel cell stack 10 parallel to the XY plane. It may face the side surface.

本実施例では、バスバー６３ａは、燃料電池側バスバー６１ａ及びコンバータ側バスバー３１ａを含み、燃料電池側バスバー６１ａ及びコンバータ側バスバー３１ａにより燃料電池スタック１０とリアクトル２１ａとが電気的に接続されるが、単一のバスバーにより燃料電池スタック１０とリアクトル２１ａとが電気的に接続されていてもよい。バスバー６３ｂ及び６３ｃについても同様である。 In this embodiment, the bus bar 63a includes the fuel cell side bus bar 61a and the converter side bus bar 31a, and the fuel cell stack 10 and the reactor 21a are electrically connected by the fuel cell side bus bar 61a and the converter side bus bar 31a. The fuel cell stack 10 and the reactor 21a may be electrically connected by a single bus bar. The same applies to the bus bars 63b and 63c.

上記実施例では、第１導電部材及び第２導電部材は、それぞれ第１バスバー及び第２バスバーであったが、これに限定されない。例えば第１導電部材及び第２導電部材がそれぞれ第１ケーブル及び第２ケーブルであり、第２ケーブルの平均断面積が第１ケーブルの断面積よりも大きい場合でもよい。また、第１導電部材及び第２導電部材のうち一方がバスバーであり、他方がケーブルであってもよい。また、第１導電部材及び第２導電部材の少なくとも一方が、バスバーとケーブルの組み合わせにより構成されていてもよい。 In the above embodiment, the first conductive member and the second conductive member are the first bus bar and the second bus bar, respectively, but are not limited thereto. For example, the first conductive member and the second conductive member may be the first cable and the second cable, respectively, and the average cross-sectional area of the second cable may be larger than the cross-sectional area of the first cable. Further, one of the first conductive member and the second conductive member may be a bus bar and the other may be a cable. Further, at least one of the first conductive member and the second conductive member may be formed by a combination of a bus bar and a cable.

上記実施例では、スタックケース４０とコンバータケース５０とが単一のケースとして一体化されて、燃料電池スタック１０と昇圧コンバータ２０とを収容しているがこれに限定されない。例えば、スタックケースとコンバータケースとは一体化されておらず、スタックケースの壁部やコンバータケースの壁部を介して、上述したリアクトル２１ａ〜２１ｃが燃料電池スタック１０の熱を受ける程度に両者が接近して配置されていてもよい。例えば、車両等の搭載スペースの制約がある場合には、このように配置されることが考えられる。 In the above embodiment, the stack case 40 and the converter case 50 are integrated as a single case to accommodate the fuel cell stack 10 and the boost converter 20, but the present invention is not limited to this. For example, the stack case and the converter case are not integrated, and both of the reactors 21a to 21c described above receive the heat of the fuel cell stack 10 through the wall portion of the stack case and the wall portion of the converter case. They may be placed close together. For example, when there is a limitation on the mounting space of a vehicle or the like, it is conceivable that the vehicle is arranged in this way.

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the examples of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific examples, and various modifications and modifications are made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.

１０燃料電池スタック
１１単セル
１２セル積層体
２０昇圧コンバータ
２１ａ〜２１ｃリアクトル
４０スタックケース
５０コンバータケース
６３ａ〜６３ｃバスバー
６１ａ〜６１ｃ燃料電池側バスバー
３１ａ〜３１ｃコンバータ側バスバー
１００燃料電池ユニット 10 Fuel cell stack 11 Single cell 12 cell laminate 20 Boost converter 21a to 21c Reactor 40 Stack case 50 Converter case 63a to 63c Bus bar 61a to 61c Fuel cell side bus bar 31a to 31c Converter side bus bar 100 Fuel cell unit

Claims

With the fuel cell stack,
A power converter that includes the first and second reactors and converts the power of the fuel cell stack, and
A first conductive member connecting the fuel cell stack and the first reactor,
A second conductive member that connects the fuel cell stack and the second reactor is provided.
The fuel cell stack includes a cell laminate in which a plurality of single cells are laminated.
The cell laminate has a cooling water flow path portion through which cooling water flows.
The cooling water flow path portion is a through hole that penetrates the cell laminate in the stacking direction in which the plurality of single cells are laminated, and includes a cooling water discharge manifold that discharges cooling water from the cell laminate.
The second reactor is closer to the cooling water discharge manifold than the first reactor.
The fuel cell unit, wherein the average value of the cross-sectional area orthogonal to the extending direction of the second conductive member is larger than the average value of the cross-sectional area orthogonal to the extending direction of the first conductive member.