JP2024008693A - fuel cell unit - Google Patents
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Abstract
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.
特許文献1には、複数のセルを備える燃料電池スタックと、平滑コンデンサを備える昇圧コンバータとが同一のケース内に収容された構造を有する燃料電池ユニットが開示されている。この燃料電池ユニットでは、燃料電池スタックの内部に設けられた冷却水流路を流れる冷却水によって複数のセルを冷却する。そのため、燃料電池スタックでは、冷却水流路の入口側に配置されたセルは冷却水流路の出口側に配置されたセルよりも温度が低くなる。そこで、この燃料電池ユニットでは、昇圧コンバータを構成する部品のうち耐熱上限温度が低く水冷が困難な部品を、燃料電池スタックの冷却水流路の入口側に配置することにより、その部品温度の過上昇を抑制するように構成されている。
しかしながら、特許文献1に記載の構成は、昇圧コンバータの平滑コンデンサを、燃料電池スタックがケース内に放出した熱から保護するものであって、昇圧コンバータ側で発生した熱から平滑コンデンサを保護するものではなかった。そのため、特許文献1に記載の構成では、昇圧コンバータが発熱した場合に、平滑コンデンサがバスバから直接受熱することによる過熱を防止することはできない。
However, the configuration described in
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、昇圧コンバータ側で発生した熱に起因する平滑コンデンサの過熱を防止することができる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 circumstances, and an object of the present invention is to provide a fuel cell unit that can prevent overheating of a smoothing capacitor caused by heat generated on the boost converter side.
本発明は、冷媒によって冷却される複数のセルを有する燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックの出力電圧を昇圧して出力する昇圧コンバータと、前記燃料電池スタックと前記昇圧コンバータとを同一空間に収容するケースと、を備え、前記昇圧コンバータは、パワーモジュールと、平滑コンデンサと、前記パワーモジュールと前記平滑コンデンサとを電気的に接続するバスバとを有する燃料電池ユニットであって、前記バスバと前記燃料電池スタックとを熱的に接続する熱伝導部材を備えることを特徴とする。 The present invention provides a fuel cell stack having a plurality of cells cooled by a refrigerant, a boost converter that boosts and outputs the output voltage of the fuel cell stack, and the fuel cell stack and the boost converter that are housed in the same space. The step-up converter is a fuel cell unit including a power module, a smoothing capacitor, and a bus bar that electrically connects the power module and the smoothing capacitor, and the boost converter is a fuel cell unit that includes a power module, a smoothing capacitor, and a bus bar that electrically connects the power module and the smoothing capacitor. It is characterized by comprising a heat conductive member that thermally connects to the battery stack.
この構成によれば、バスバの熱を熱伝導部材から燃料電池スタックへと伝達させることができる。これにより、バスバの熱が平滑コンデンサへと伝わることを抑制できるため、昇圧コンバータ側で発生した熱による平滑コンデンサの過熱を防止することができる。 According to this configuration, the heat of the bus bar can be transferred from the heat conductive member to the fuel cell stack. Thereby, it is possible to suppress the heat of the bus bar from being transmitted to the smoothing capacitor, and therefore it is possible to prevent the smoothing capacitor from being overheated due to the heat generated on the boost converter side.
また、前記熱伝導部材は、絶縁性を有し、前記バスバに接触する第1絶縁部と、絶縁性を有し、前記セルに接触する第2絶縁部と、を有してもよい。 Further, the heat conductive member may include a first insulating part that has insulating properties and comes into contact with the bus bar, and a second insulating part that has insulating properties and comes into contact with the cells.
この構成によれば、バスバに接触する部分とセルに接触する部分とが絶縁性を有するため、短絡を防止しつつ、バスバからの熱の受け取りと、セルへの熱の受け渡しとが可能である。 According to this configuration, since the part that contacts the bus bar and the part that contacts the cell have insulation properties, it is possible to receive heat from the bus bar and transfer heat to the cell while preventing short circuits. .
また、前記熱伝導部材は、前記第1絶縁部と前記第2絶縁部との間に介在し、前記第1絶縁部および前記第2絶縁部よりも熱伝導性に優れている中間部を有してもよい。 The heat conductive member may include an intermediate portion that is interposed between the first insulating portion and the second insulating portion and has higher thermal conductivity than the first insulating portion and the second insulating portion. You may.
この構成によれば、中間部が第1絶縁部および第2絶縁部よりも熱伝導性に優れていることにより、熱伝導部材の熱抵抗を小さくすることができる。 According to this configuration, since the intermediate portion has better thermal conductivity than the first insulating portion and the second insulating portion, the thermal resistance of the heat conducting member can be reduced.
本発明では、バスバの熱を熱伝導部材から燃料電池スタックへと伝達させることができる。これにより、バスバの熱が平滑コンデンサへと伝わることを抑制できるため、昇圧コンバータ側で発生した熱による平滑コンデンサの過熱を防止することができる。 In the present invention, heat of the bus bar can be transferred from the heat conductive member to the fuel cell stack. Thereby, it is possible to suppress the heat of the bus bar from being transmitted to the smoothing capacitor, and therefore it is possible to prevent the smoothing capacitor from being overheated due to the heat generated on the boost converter side.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態における燃料電池ユニットについて具体的に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, with reference to drawings, the fuel cell unit in embodiment of this invention is demonstrated concretely. Note that the present invention is not limited to the embodiments described below.
図1は、実施形態における燃料電池ユニットを搭載した車両を模式的に示す図である。燃料電池ユニット(以下、FCユニットという)1は、燃料電池スタック(以下、FCスタックという)2と、昇圧コンバータ(以下、FDCという)3とを備える。FCユニット1は、モータ(MG)4を動力源とする車両Veに搭載されている。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a vehicle equipped with a fuel cell unit according to an embodiment. A fuel cell unit (hereinafter referred to as FC unit) 1 includes a fuel cell stack (hereinafter referred to as FC stack) 2 and a boost converter (hereinafter referred to as FDC) 3. The
車両Veは、FCスタック2で発電した電力によりモータ4を駆動し、モータ4から出力された動力によって走行する燃料電池車(FCEV)である。この車両Veは、FCユニット1と、モータ4と、インバータ(INV)5と、バッテリ6とを備える。
The vehicle Ve is a fuel cell vehicle (FCEV) that drives a
FCユニット1は、FCスタック2とFDC3とが電気的に接続されたユニットである。FCスタック2は、複数のセル21(図3に示す)を備える。FDC3は、FCスタック2が発電した電力を昇圧して出力する昇圧装置である。FDC3は燃料電池用のDC/DCコンバータである。
The
モータ4は、走行用モータであり、電動機および発電機として機能するモータ・ジェネレータである。このモータ4は交流電動機により構成されている。モータ4はインバータ5を介してFCユニット1とバッテリ6とに電気的に接続されている。そのため、FCスタック2から出力された電力がインバータ5を介してモータ4に供給されることにより、モータ4が駆動する。あるいは、バッテリ6から出力された電力がインバータ5を介してモータ4に供給されることにより、モータ4が駆動する。
The
インバータ5は、直流電力を交流電力に変換してモータ4に供給する電力変換装置である。インバータ5は、モータ4とFCユニット1とバッテリ6とに電気的に接続されている。
The
バッテリ6は、直流電源であり、モータ4に供給するための電力を蓄える二次電池により構成されている。バッテリ6は、FCスタック2において十分な電力を発電できない場合にはモータ4に電力を供給し、回生時にはモータ4で発電された電力を蓄える。この場合、バッテリ6から出力された電力はインバータ5を介してモータ4に供給され、モータ4で発電した電力はインバータ5を介してバッテリ6に供給される。また、バッテリ6はFCスタック2と電気的に接続されている。
The
車両Veに搭載されるFCスタック2では、コストの低減と小型化とを実現するためにセル21の枚数が削減されている。この場合、セル21の枚数を減らすことにより、FCスタック2全体の合計電圧が低下する。そこで、FCスタック2の出力電圧を必要電圧まで上昇させるために、FCスタック2の出力部にFDC3が必要となる。また、車両Veの限られたスペースへの効率的な配置を可能にするため、FCスタック2とFDC3とが1つのFCユニット1として構成されている。
In the
ここで、図2~図5を参照して、FCユニット1の構造を説明する。
Here, the structure of the
FCユニット1は、図2および図3に示すように、FCスタック2とFDC3とが1つのケース10に収容された構造を有する。ケース10は、FCスタック2とFDC3とを同一空間に収容する。ケース10の内部には、FCスタック2とFDC3との間を隔てる隔壁が設けられていない。
The
ケース10は、FCスタック2を収容するFCスタックケース11と、FDC3を収容するFDCケース12とを含んで形成されている。FCスタックケース11とFDCケース12とはボルト締結などにより一体化されている。FCスタックケース11とFDCケース12とは、隔壁がない1つの内部空間を形成している。
The
ケース10内において、FCスタック2とFDC3とが上下方向に対向する位置に配置され、FCスタック2がFDC3の上方に配置されている。図3に示すように、ケース10の上部側にFCスタック2が配置され、ケース10の下部側にFDC3が配置されている。FCスタック2はFDC3と共通のケース10に収容され、FDC3の上方でケース10の天井面に近接した位置に配置されている。FDC3はFCスタック2と共通のケース10に収容され、FCスタック2の下方でセル21の下面に近接した位置に配置されている。なお、図3には、図2のA-A線断面における構造が模式的に示されている。
In the
FCスタック2は、複数のセル21が積層したセル積層体22と、一対のターミナル23,24とを備える。
The
セル積層体22は、複数のセル21が所定方向に積層した構造を有する。セル積層体22では、各セル21における水素と酸素との化学反応によって電気と水を発生させる。セル21は、MEA(Membrane Electrode Assembly)を一対のセパレータで挟み、その一方側に水素流路を設け、他方側に酸素流路を設けた構造を有する。セル積層体22では、複数のセル21が冷媒によって冷却される。
The
FCスタック2では発電に伴い多量の熱が発生するため、稼働中は冷媒を循環させ、セル21の耐熱上限温度の超過を防いでいる。FCスタック2は、稼働されるときは常に冷却水などの冷媒により、FCスタック2の劣化を抑制しつつ、発電効率が優れる温度に制御されている。具体的には、FCスタック2の稼働中は燃料電池反応によりセル21で熱が発生するので、FCスタック2の内部を流れる冷却水によって各セル21を冷却する。冷却水は、例えばエチレングリコールを主成分とする冷却液である。FCスタック2の内部には、冷却水が流れる冷却水流路が設けられている。このようにFCスタック2は、冷却水流路を流れる冷却水によって内部から冷却されているため、セル21の温度上昇が抑制されている。
Since the
一対のターミナル23,24は、各セル21の燃料電池反応により発電された電力を取り出すための端子であり、セル積層体22の積層方向における両端部に設けられている。一対のターミナル23,24は、Pターミナル23とNターミナル24とにより構成されている。
The pair of
Pターミナル23は、セル積層体22における積層方向の一方側に配置されており、セル積層体22よりもFDC3側に突出する突出部23aを有する。Pターミナル23の突出部23aはFCスタック2の正極端子である。Nターミナル24は、セル積層体22における積層方向の他方側に配置されており、セル積層体22よりもFDC3側に突出する突出部24aを有する。Nターミナル24の突出部24aはFCスタック2の負極端子である。
The
Pターミナル23は、FCスタック2の正極側と、FDC3のリアクトル31よりも上流側の正極バスバ(Pバスバ)41とを電気的に接続する。Pターミナル23の突出部23aと正極バスバ41とがボルト締結などにより接続されている。Nターミナル24は、FCスタック2の負極側と、FDC3の平滑コンデンサ34よりも下流側の負極バスバ(Nバスバ)42とを電気的に接続する。Nターミナル24の突出部24aと負極バスバ42とがボルト締結などにより接続されている。ケース10内の1つの内部空間において、FCスタック2とFDC3とは、正極バスバ41と負極バスバ42とによって直結されている。
The
FDC3は、リアクトル31と、電流センサ32と、パワーモジュール(以下、IPMという)33と、平滑コンデンサ34と、分岐BOXおよび端子台35とを備える。
The
リアクトル31は、Pターミナル23とIPM33との間に設けられている。FDC3は多相昇圧コンバータであり、4つのリアクトル31A~31Dを備える。
The
4つのリアクトル31A~31Dは、Pターミナル23とIPM33との間で並列に接続されている。各リアクトル31A~31Dは、バスバを用いてPターミナル23に並列接続されているとともに、バスバを用いてIPM33に並列接続されている。各リアクトル31A~31DとIPM33とを接続するバスバには、電流センサ32が取り付けられている。
The four
電流センサ32は、リアクトル31とIPM33との間を流れる電流の値を測定する。例えば、電流センサ32は、バスバが貫通する磁気コアと、磁気コアのギャップに挿入されたホール素子とを備えたホール素子方式電流センサにより構成される。
IPM33は、スイッチング素子とダイオードとを備えるインテリジェンスパワーモジュールである。IPM33のスイッチング素子は、FCスタック2からの電圧が入力された際に制御装置によるスイッチング制御に応じて、リアクトル31に電力の蓄積および放出を周期的に繰り返させるようにスイッチング動作する。リアクトル31から放出された電力はIPM33のダイオードを介して平滑コンデンサ34に出力される。IPM33の出力側には、バスバ50が接続されている。
The
バスバ50は、IPM33と平滑コンデンサ34とを電気的に接続するバスバである。バスバ50は、Pバスバ51と、Nバスバ52とにより構成されている。Pバスバ51とNバスバ52とはそれぞれ、平滑コンデンサ34の素子(コンデンサ素子)に接続されている。すなわち、バスバ50はコンデンサバスバである。なお、この説明では、Pバスバ51とNバスバ52とを区別しない場合にはバスバ50と記載する。
The
平滑コンデンサ34は、IPM33から出力された電圧を平滑するコンデンサである。この平滑コンデンサ34はコンデンサ素子を備える。例えば、コンデンサ素子はフィルムコンデンサのプラスチックフィルム(誘電体フィルム)などである。
The smoothing
また、平滑コンデンサ34は、分岐BOXおよび端子台35とバスバを介して電気的に接続されている。平滑コンデンサ34には分岐BOXおよび端子台35を介してNターミナル24が接続されている。
Further, the smoothing
分岐BOXおよび端子台35は、平滑コンデンサ34よりも下流側に配置された部品である。分岐BOXおよび端子台35は負極バスバ42を介してNターミナル24と電気的に接続されている。分岐BOXおよび端子台35には、ケース10の外側に設けられたバッテリ用の出力端子61と、PCU用の出力端子62と、エアコンプレッサのインバータ用の出力端子63とが接続されている。
The branch box and the
また、FDC3は、リアクトル冷却器71と、IPM制御基板72とを備える。
Further, the
リアクトル冷却器71は、ケース10の下部に取り付けられた冷却器であり、内部を流通する冷却水によってリアクトル31を冷却する。リアクトル31は水冷式である。リアクトル冷却器71は、ラジエータで冷却された冷却水が循環する冷却回路に接続されている。リアクトル冷却器71は、FDCケース12の下部に取り付けられている。
The
リアクトル31A~31Dは、リアクトル冷却器71が取り付けられた位置に対応するケース10の底面に取り付けられている。リアクトル冷却器71に供給される冷却水は冷却回路を循環する。例えば、この冷却回路は、ポンプと、ラジエータと、リアクトル冷却器71とを備える。ポンプにより圧送されて冷却回路内を循環する冷却水は、ラジエータにより冷却された後にリアクトル冷却器71へと供給される。
The
IPM制御基板72は、IPM33のスイッチング素子を制御する基板である。IPM制御基板72は、IPM33の下方に配置されている。IPM制御基板72は、他の構成部品とは異なり、ケース10の外側下に設けられた別室に収容されている。ケース10の下部に、IPM制御基板72を収容するカバー13が取り付けられている。カバー13は、FDCケース12の下部にボルト締結などにより取り付けられてケース10と一体化されている。
The
このように構成されたFCユニット1では、FDC3の構成部品の中で平滑コンデンサ34が特に耐熱温度の低い部品である。図4に示すように、FDC3の構成部品の耐熱温度は、構成部品によって異なるが、平滑コンデンサ34の素子の耐熱温度は105~120℃程度であるため、他の構成部品と比較して特に低い。FCスタック2が稼働中、セル21の温度は100℃程度であり、FCスタック2の表面温度は95~105℃程度である。このように、平滑コンデンサ34の素子の耐熱上限温度は、FCスタック2の温度よりも高い。FCユニット1では、FCスタック2とFDC3のそれぞれが冷却水による冷却の対象であり、リアクトル31は冷却水による水冷が可能であるものの、平滑コンデンサ34については水冷が困難である。そこで、FCユニット1では、平滑コンデンサ34を熱から保護するように構成されている。
In the
平滑コンデンサ34の温度が上昇する因子として、コンデンサ素子自体の発熱と、コンデンサ素子に接続されたPバスバ51およびNバスバ52からの伝熱との二つの因子が挙げられる。
The temperature of the smoothing
第1因子であるコンデンサ素子自体の発熱に対しては、平滑コンデンサ34の熱を放熱シート73からケース10に伝達するように構成されている。平滑コンデンサ34の熱が伝達する経路は、放熱シート73、ケース10の順となる。
Regarding heat generation of the capacitor element itself, which is the first factor, the structure is such that the heat of the smoothing
放熱シート73は、平滑コンデンサ34とFDCケース12との間に介在されている。例えば、平滑コンデンサ34の底部とFDCケース12の底面との間に放熱シート73が挟み込まれている。放熱シート73は、シリコン系の熱伝導部材など、絶縁性を有する熱伝導部材により構成されている。
The
平滑コンデンサ34のコンデンサ素子自体が発熱した場合、図5に示すように、平滑コンデンサ34の熱は放熱シート73を介してFDCケース12に伝達される。このようにコンデンサ素子の熱を放熱シート73からFDCケース12に逃がすことができる。その結果、平滑コンデンサ34のコンデンサ素子で発生した熱は放熱シート73からFDCケース12に伝わり、FDCケース12からケース10の外部へと放熱される。なお、図5には、図3の破線で囲まれた部分を拡大した構造が模式的に示されている。
When the capacitor element itself of the smoothing
第2因子であるPバスバ51およびNバスバ52からの伝熱に対しては、バスバ50の熱が熱伝導部材80からFCスタック2に伝達するように構成されている。ケース10の内部には、バスバ50の熱が平滑コンデンサ34に伝達することを抑制するための部材として、熱伝導部材80が設けられている。平滑コンデンサ34ではPバスバ51とNバスバ52からの伝熱が抑制されることにより、コンデンサ素子の温度上昇を抑制する。
Regarding heat transfer from the
熱伝導部材80は、バスバ50とFCスタック2とを熱的に接続する部材である。熱伝導部材80はバスバ50とFCスタック2との間に介在されている。つまり、平滑コンデンサ34の素子に接続するバスバ50と、FCスタック2とを、熱伝導性に優れる絶縁部材からなる熱伝導部材80で接続する。ケース10の内部では熱伝導部材80により、バスバ50の熱をFCスタック2に放熱するための熱伝達経路が形成される。バスバ50の熱が伝達する際の経路は、熱伝導部材80、FCスタック2の順となる。
The heat
熱伝導部材80は、第1絶縁部81と、中間部82と、第2絶縁部83とを有する。この熱伝導部材80は三層構造に形成されている。
The heat
第1絶縁部81は、絶縁性を有し、バスバ50に接触する部分である。この第1絶縁部81は三層構造の第1層を形成する。第1絶縁部81は、例えばサーコンシートやギャップフィラーなどのシリコン系の熱伝導部材により構成されている。この第1絶縁部81はバスバ50の表面と面接触する。
The first insulating
中間部82は、第1絶縁部81と第2絶縁部83との間に介在し、第1絶縁部81および第2絶縁部83よりも熱伝導性に優れている部分である。この中間部82は三層構造の第2層を形成する。中間部82は、絶縁性が不要であるため、銅やアルミニウムなどの熱伝導性に優れた金属により構成されている。
The
第2絶縁部83は、絶縁性を有し、セル21に接触する部分である。この第2絶縁部83は三層構造の第3層を形成する。第2絶縁部83は、例えばサーコンシートやギャップフィラーなどのシリコン系の熱伝導部材により構成されている。この第2絶縁部83はFCスタック2の表面と面接触する。具体的には、第2絶縁部83はセル21の表面と面接触する。この場合、第2絶縁部83は複数のセル21の下面に面接触するように構成することが可能である。すなわち、第2絶縁部83はセル積層体22の下面に面接触するように構成されている。
The second insulating
バスバ50の熱が熱伝導部材50介してセル21に伝わる際、熱伝導部材80では、第1絶縁部81がバスバ50から熱を受け取り、その熱が第1絶縁部81から中間部82を介して第2絶縁部83に伝わり、第2絶縁部83からセル21へと受け渡される。FCスタック2では各セル21が冷却水によって冷却されているので、セル21の温度上昇が抑制されている。さらに、FCスタック2はセル積層体22を有するため熱容量が大きい。そのため、バスバ50の熱を熱伝導部材80からFCスタック2のセル21に放熱(伝熱)することができる。
When the heat of the
このように構成された熱伝導部材80は、Pバスバ51とNバスバ52との両方に設けられている。例えば、熱伝導部材80は、Pバスバ51とセル21との間に介在された第1熱伝導部材と、Nバスバ52とセル21との間に介在された第2熱伝導部材との二つの部材を含む。この場合、第1熱伝導部材の第1絶縁部81はPバスバ51の表面と面接触する。第2熱伝導部材の第1絶縁部81はNバスバ52の表面と面接触する。そして、Pバスバ51の熱は第1熱伝導部材を介してセル21に伝達される。Nバスバ52の熱は第2熱伝導部材を介してセル21に伝達される。
The heat
バスバ50が高熱となる条件下では、図5に示すように、バスバ50の熱は熱伝導部材80を介してFCスタック2に伝達される。このようにバスバ50の熱を熱伝導部材80からFCスタック2に逃がすことができる。その結果、バスバ50から平滑コンデンサ34への熱の流入を防止することができる。
Under conditions where the
一般的に、平滑コンデンサ53の素子の耐熱上限温度は120℃程度である。これに対して、FCスタック2のセル21は冷却水によって冷却されているため、その温度(セル温度)は100℃程度である。バスバ50の温度が平滑コンデンサ34のコンデンサ素子の耐熱上限温度を超える条件では、バスバ50の熱は熱伝導部材80からFCスタック2側に流れるため、バスバ50からコンデンサ素子への熱の流入を抑制することができる。これにより、バスバ50の熱をFCスタック2に逃がし、平滑コンデンサ34への熱の流入を防止することができる。
Generally, the upper limit temperature of the elements of the smoothing capacitor 53 is about 120°C. On the other hand, since the
以上説明した通り、実施形態によれば、FCスタック2とFDC3とが一体化された構造のFCユニット1において、それらを収容するケース10内で、バスバ50とFCスタック2とが熱伝導部材80により熱的に接続されている。FCスタック2の稼働時に、セル21の温度は平滑コンデンサ34の素子の耐熱上限温度よりも低いため、バスバ50の温度がコンデンサ素子の耐熱上限温度を超える条件では、バスバ50の熱はFCスタック2側に流れるため、コンデンサ素子への熱の流入を抑制することができる。これにより、平滑コンデンサ34の素子がバスバ50から直接受熱することを抑制でき、FDC3側で発生した熱による平滑コンデンサ34の過熱を防止できる。
As explained above, according to the embodiment, in the
また、FCスタック2の下方にFDC3を配置する構造について説明したが、本発明はこれに限定されない。FDC3は、FCスタック2の上方、下方、左方、右方のいずれに配置してもよい。変形例の一例として、FCスタック2の上方にFDC3が配置された構造の場合、図3の配置を上下に入れ替えた構造(図3を紙面上で右回りに180度回転させた配置)とすることが可能である。あるいは、FCスタック2の左方にFDC3が配置された構造の場合には、図3を紙面上で右回りに90度回転させた配置とすることが可能である。もしくは、FCスタック2の右方にFDC3が配置された構造の場合には、図3を紙面上で左回りに90度回転させた配置とすることが可能である。
Moreover, although the structure in which the
また、熱伝導部材80は、第1絶縁部81と中間部82と第2絶縁部83とからなる三層構造に限定されない。熱伝導部材80は全体が絶縁性を有する絶縁部材により構成されてもよい。すなわち、熱伝導部材80は、熱伝導性に優れた絶縁性を持つ部材により構成された一層構造であってもよい。この三層構造の熱伝導部材80と一層構造の熱伝導部材80とについて、熱伝導性を比較すると、三層構造のほうが中間部82の分だけ熱抵抗が小さくなるため熱伝導性に優れている。
Further, the heat
また、熱伝導部材80は、Pバスバ51とNバスバ52とに1つずつ設けられた構成(第1熱伝導部材と第2熱伝導部材とを含む構成)に限定されない。熱伝導部材80の個数は限定されない。例えば、1つの熱伝導部材80によってPバスバ51とNバスバ52とに面接触する構成であってもよい。
Further, the
また、車両Veに搭載される電源回路について、バッテリ6とインバータ5との間に昇圧コンバータ(BDC)が設けられてもよい。
Further, a boost converter (BDC) may be provided between the
1 燃料電池ユニット(FCユニット)
2 燃料電池スタック(FCスタック)
3 昇圧コンバータ(FDC)
4 モータ
5 インバータ
6 バッテリ
10 ケース
11 FCスタックケース
12 FDCケース
21 セル
22 セル積層体
23 Pターミナル
23a 突出部
24 Nターミナル
24a 突出部
31,31A,31B,31C,31D リアクトル
32 電流センサ
33 パワーモジュール(IPM)
34 平滑コンデンサ
35 分岐BOXおよび端子台
41 正極バスバ
42 負極バスバ
50 バスバ
51 Pバスバ
52 Nバスバ
80 熱伝導部材
81 第1絶縁部
82 中間部
83 第2絶縁部
1 Fuel cell unit (FC unit)
2 Fuel cell stack (FC stack)
3 Boost converter (FDC)
4
34
Claims (3)
前記燃料電池スタックの出力電圧を昇圧して出力する昇圧コンバータと、
前記燃料電池スタックと前記昇圧コンバータとを同一空間に収容するケースと、
を備え、
前記昇圧コンバータは、パワーモジュールと、平滑コンデンサと、前記パワーモジュールと前記平滑コンデンサとを電気的に接続するバスバとを有する燃料電池ユニットであって、
前記バスバと前記燃料電池スタックとを熱的に接続する熱伝導部材を備える
ことを特徴とする燃料電池ユニット。 a fuel cell stack having a plurality of cells cooled by a refrigerant;
a boost converter that boosts and outputs the output voltage of the fuel cell stack;
a case that accommodates the fuel cell stack and the boost converter in the same space;
Equipped with
The boost converter is a fuel cell unit including a power module, a smoothing capacitor, and a bus bar electrically connecting the power module and the smoothing capacitor,
A fuel cell unit comprising: a heat conductive member that thermally connects the bus bar and the fuel cell stack.
絶縁性を有し、前記バスバに接触する第1絶縁部と、
絶縁性を有し、前記セルに接触する第2絶縁部と、を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池ユニット。 The thermally conductive member is
a first insulating part that has insulating properties and contacts the bus bar;
The fuel cell unit according to claim 1, further comprising a second insulating part that has an insulating property and contacts the cell.
ことを特徴とする請求項2に記載の燃料電池ユニット。 The thermally conductive member has an intermediate portion that is interposed between the first insulating portion and the second insulating portion and has higher thermal conductivity than the first insulating portion and the second insulating portion. The fuel cell unit according to claim 2.
Priority Applications (1)
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JP2022110753A JP2024008693A (en) | 2022-07-08 | 2022-07-08 | fuel cell unit |
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2022
- 2022-07-08 JP JP2022110753A patent/JP2024008693A/en active Pending
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