JP3870724B2 - Fuel cell vehicle mounting structure - Google Patents

Fuel cell vehicle mounting structure Download PDF

Info

Publication number
JP3870724B2
JP3870724B2 JP2001175674A JP2001175674A JP3870724B2 JP 3870724 B2 JP3870724 B2 JP 3870724B2 JP 2001175674 A JP2001175674 A JP 2001175674A JP 2001175674 A JP2001175674 A JP 2001175674A JP 3870724 B2 JP3870724 B2 JP 3870724B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel cell
stack
vehicle
stacks
mounting structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2001175674A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2002362165A (en
Inventor
弘章 西海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2001175674A priority Critical patent/JP3870724B2/en
Priority to US10/160,180 priority patent/US20020187382A1/en
Priority to DE10224959A priority patent/DE10224959A1/en
Publication of JP2002362165A publication Critical patent/JP2002362165A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3870724B2 publication Critical patent/JP3870724B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池を車両に搭載する構造に関し、特に、衝突時における燃料電池の電源取り出し部の保護に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、環境問題への取り組みの一つとして、燃料電池を駆動エネルギー源に用いた自動車が注目を浴び、試作がなされている。例えば、車両の重量バランスや配置スペース等を考慮して、燃料電池を座席下のスペースなど車両中心位置付近に搭載した燃料電池自動車が試作されている。また最近では燃料電池を車両前方部に搭載することも検討されている。燃料電池自動車は、近い将来の実用化・普及に向けた開発が進展している状況下にある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
燃料電池を車両の前方部に搭載する場合には、車両の衝突時における燃料電池の保護について配慮する必要がある。特に燃料電池の電源取り出し部は高電圧であること、及び電源取り出し部周辺には、電流遮断し安全を図るリレーや電気回路、また燃料電池内部に水素や空気等を供給する分配器が配置されることから、保護の必要性が高い。
【0004】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、車両の衝突時において燃料電池に及ぶダメージが軽減される燃料電池の車両搭載構造を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る燃料電池の車両搭載構造において、前記燃料電池は、燃料電池スタックと、燃料電池スタックに電気的に接続される電源取り出し部と、を有し、前記電源取り出し部は、前記燃料電池スタックに積層される端部電極と、端部電極の周縁に設けられる出力端子と、を備え、前記燃料電池スタックは、積層方向を同じくして並列配置された2列のスタックを備え、2列のスタックは、積層方向の一端側において互いに電気的に接続され、積層方向の他端側に各スタックごとに出力端子が設けられ、前記2列のスタックは、車両前方部において車両の前後方向に並べて配置され、2列のスタックのうちの一方のスタックの出力端子は端部電極の周縁のうちの他方のスタック側に設けられ、2列のスタックのうちの他方のスタックの出力端子は端部電極の周縁のうちの一方のスタック側に設けられる。
【0006】
車両の走行時の衝突においては前後方向の衝撃力が大きい。よって、衝突時には燃料電池とその前後に配置された装置、部品とのぶつかり合いや、前後方向の圧力が特に燃料電池にダメージを与え得る。本発明によれば、電源取り出し部は車両の側方向きに配置されるので、上述のような前後方向の衝撃力を受けにくく、破損が回避され、または軽減される。
【0007】
他の本発明に係る燃料電池の車両搭載構造においては、前記燃料電池が、積層方向両端を剛性を有したエンドプレートで支持された単電池の積層体からなり、前記積層方向が前記車両の左右方向であり、前記電源取り出し部が、前記単電池の積層体に電気的に接続され、前記エンドプレートに設けられた開口を貫通して当該エンドプレートより外側に突出した取り出し電極を有する。
【0008】
本発明は、燃料電池の積層方向端部に設けられるエンドプレートが単電池の積層体に押圧力を及ぼすために、剛性を有する部材で比較的丈夫に作られることを利用する。つまり、エンドプレートはその面に平行な方向の圧縮力に対して強く、よって、エンドプレートの面が車両前後方向に沿うように配置することにより、その圧縮力に抗することが可能となる。特にエンドプレートに開けた開口を通して単電池積層体に接続された取り出し電極を外部に導く構成は、電源取り出し部がエンドプレート面の中央寄りに配置されるので、電源取り出し部がエンドプレートの車両前後方向端部にぶつかる隣接装置等の攻撃を受けにくい。
【0009】
本発明の好適な態様は、外部からの制御信号に応じて前記燃料電池からの電流を遮断するリレーを、前記エンドプレートの外側面上に配置した車両搭載構造である。衝突時に破壊されにくいエンドプレート上にリレーを配置することにより、当該リレーの破損の回避が図られる。これにより衝突後にも漏電遮断等のリレーの動作が確保され、安全性が向上する。また、リレーが断状態となってもリレーと取り出し電極との間は高電圧が印加されるが、本発明によればリレーと取り出し電極との距離を短くできる。すなわち、リレーが断状態にて高電圧に保たれる部分が少ないので、その意味でも安全性が向上する。
【0010】
さらに別の燃料電池の車両搭載構造は、前記リレーと前記取り出し電極とを柔軟性を有した配線部材で接続する。
【0011】
単電池の積層体は、それ自体の発熱による温度変化に応じた膨張、収縮等によって積層方向の寸法が変化し、また製造時のばらつきによっても当該寸法が異なり得る。一方、エンドプレートは車体側に固定されている。そのため、取り出し電極はエンドプレートに対して進退し、突出量が異なり得る。本発明によれば、取り出し電極とリレーとを接続する配線が柔軟性を有するので、取り出し電極の進退に追随し、製造ばらつきによる突出量の差異を吸収することができ、取り出し電極とリレーとの接続が断線しにくい。
【0012】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【0013】
図1は、本発明に係る燃料電池の車両搭載構造を採用した燃料電池自動車の車両前方部の模式的な上面図である。図において、燃料電池モジュール20が車両前方部のエンジンルーム内に配置される。燃料電池モジュール20は燃料電池スタックケース22(以下、単にケース22と称する)内に燃料電池スタック24を有している。なお、ケース22は本来燃料電池スタック24を密閉収納するが、ここでは説明の都合上、ケース22の上面を取り除いて、内部の燃料電池スタック24等の構造が分かるように図示している。
【0014】
燃料電池スタック24は、それぞれ板状の単電池25の積層体である第1のスタック26と第2のスタック28とが並列配置されて構成される。ここで第1のスタック26及び第2のスタック28の積層方向は共に車両左右方向であり、その左右端に配置された比較的厚め(例えば厚さ15mm程度)の金属のエンドプレート30,32によってスタック26,28は積層方向に押さえ付けられている。スタック26とスタック28とは単電池の極性が互いに反対向きに積層され、例えば、スタック26は図において左側が正極、右側が負極であり、スタック28は図において左側が負極、右側が正極である。スタック26及びスタック28のエンドプレート32側の端部は互いに電気的に接続されて、これにより両スタック26,28は一つの単電池直列接続体を構成し、所望の高電圧が得られる。
【0015】
スタック26及びスタック28のエンドプレート30側の端部には、スタック26,28が構成する共通の単電池直列接続体の端部電極34,36が積層される。例えば、上述の単電池の配列方向によれば、スタック26に積層される電極34は正電極となり、スタック28に積層される電極36は負電極となる。電極34,36は、スタック26とスタック28との境界の位置(すなわち、燃料電池スタック24の車両前後方向に関し中央部)にてスタックの積層方向に曲げられたL字形状を有する。電極34,36のスタック積層方向を向いた部分は、エンドプレート30の車両前後方向中央位置に開けられた穴を通ってエンドプレート30から車両側方に向けて突出され、端子38として用いられる。
【0016】
図2は、エンドプレート30に設けられた開口とそれを貫通して取り出される電極34,36とを含む電源取り出し部の構造を示す模式的な斜視図である。エンドプレート30には車両前後方向の中央部に縦長形状の開口39が2つ設けられる。そして、例えば、電極34の端子38aが上の開口39aを通して外側に突出され、電極36の端子38bが下の開口39bを通して外側に突出される。
【0017】
なお、エンドプレート30,32はケース22に固定されるが、スタック26,28は温度による膨張、収縮等によって積層方向の寸法が変化し得る。そこで、エンドプレート30と電極34との間、及びエンドプレート30と電極36との間には皿バネの積層体(図示せず)が配置され、スタック26,28を構成する単電池が常に適度な力で互いに圧接されるように構成される。
【0018】
エンドプレート30にはリレー40のほか電気回路や分配器(図示せず)が配置される。リレー40は、エンドプレート30の開口39から取り出された正極、負極それぞれの端子38との間を、柔軟性を有したバスバー(フレキシブルバスバーと称する)42で電気的に接続される。ちなみに、フレキシブルバスバー42は端子38及びリレー40の端子にそれぞれボルト止めされる。リレー40は外部からの制御信号に応じて、燃料電池モジュール20からの出力を電気的に遮断するために設けられている。例えば、リレー40は車両走行時等の通常時にはON状態に保たれ、燃料電池モジュール20からの出力を可能とするが、一方、衝突センサ(図示せず)が自車の衝突を検知した場合などに発せられる制御信号に応じてOFF状態に切り替えられ、燃料電池モジュール20からの出力を遮断する。
【0019】
さて、車両の走行時の衝突においては通常、前後方向の衝撃力が大きい。そこで、このようにリレー40等を車両側方を向いたエンドプレート30の面上に配置することにより、前後方向の衝撃力を受けにくくし、それら部品の破損の回避、または軽減を図っている。特に、エンドプレート30は上述のように燃料電池スタック24に押圧力を及ぼすために、剛性を有する部材で比較的丈夫に作られるので、その面に平行な方向の圧縮力に対して強い。ここで、車両前後方向に沿うように配置されたエンドプレート30は車両前後方向の圧縮力に耐え、変形、破壊されにくいので、このエンドプレート30上にリレー40等を配置することによりそれら部品が好適に保護される。特にリレー40は上述のように、衝突時に遮断されて漏電を防ぐ等の役割を有しており、これが保護されることにより、安全性が向上する。
【0020】
ここで、エンドプレート30に配置されたリレー40等と燃料電池スタック24とを接続する構成としては、配線をエンドプレート30の外側を迂回する構成が考えられるが、その構成では衝突時にエンドプレート30とエンドプレート30の車両前後方向の辺にぶつかる隣接装置等との間に配線が挟まれて断線するおそれがある。これに対して、本燃料電池モジュール20のように、エンドプレート30に開けた開口39を通して燃料電池スタック24に接続された取り出し電極の端子38を外部に導く構成では、端子38はエンドプレート面の中央寄りに配置され、車両衝突時に車両前後方向からエンドプレート30にぶつかる隣接装置等の攻撃を受けにくい。
【0021】
また、リレー40が断状態となっても燃料電池スタック24の出力取り出し電極とリレー40との間の配線には高電圧が印加される。この点に関し、エンドプレート30の中央の開口39から端子38を取り出しフレキシブルバスバー42でリレー40に接続する構成では、端子38とリレー40と間の配線長が短い。つまりリレーが断状態にて高電圧に保たれる部分が少ないので、安全性が高いと言える。
【0022】
ケース22の車両側方向きの側面(エンドプレート30側の側面)の車両後方寄りの位置にサービスプラグ50が取り付けられている。サービスプラグ50は、ケース22に固定された固定部52と、ケース22の外側に設けられ固定部52から分離可能なプラグ部54とからなる。エンドプレート30上においてサービスプラグ50に近い位置に端子台60が取り付けられ、この端子台60を中継点として、サービスプラグ50の固定部52とリレー40との間が電気的に接続される。すなわち、固定部52に接続されたハーネス62と、リレー40に接続されたバスバー64とが端子台60で互いに電気的に接続される。これにより、リレー40とサービスプラグ50の固定部との間が正極、負極毎に電気的に接続される。
【0023】
さらに、サービスプラグ50の固定部52からはケース22の外側へ電源出力ケーブル66が引き出される。固定部52に接続されたハーネス62と電源出力ケーブル66との間はプラグ部54を装着すると電気的に接続され、プラグ部54を引き抜くと切断される。例えば、作業者がプラグ部54を引き抜いて保守作業を行うことにより、燃料電池モジュール20外での漏電に対する安全が確保される。
【0024】
なお、燃料電池モジュール20にはラジエータ(図示せず)からの冷却水が循環される。エンドプレート32に設けられた注入口70及び排出口72は、この冷却水の注入、排出のためのものである。
【0025】
次にフレキシブルバスバー42について説明する。上述のように、燃料電池スタック24は、それ自体の発熱による温度変化に応じた膨張、収縮等によって積層方向の寸法が変化し、また製造時のばらつきによっても当該寸法が異なり得る。一方、エンドプレートは車体側に固定されている。そのため、端子38はエンドプレート30に対して進退し、突出量が異なり得る。フレキシブルバスバー42は、この端子38の進退に追随し、製造ばらつきによる突出量の差異を吸収するために、柔軟に構成されている。これにより、端子38とリレー40との接続が断線しにくい。
【0026】
図3はフレキシブルバスバー42の構造を示す模式的な斜視図である。フレキシブルバスバー42は柔軟性を有したバスバー部分80と両端の端子82とから構成される。バスバー部分80は例えば、銅細線等を編んだ網状の導体84で構成され、柔軟性を有する。また、平らに構成された網状導体84は曲げ方向に対して複数枚重ねられる。これにより、柔軟性を損なわずにバスバー部分80の断面積を大きくすることができ、燃料電池スタック24からの大電流出力を低損失で流すことができる。エンドプレート30から垂直の突出した端子38と、端子38横に配置されるリレー40とを接続するために、バスバー部分80はL字型に曲げられる。端子82はバスバー部分80の端部を挟み込み、圧着される。端子82にはボルト穴86が開けられ、ここにボルトを通し、このボルトにより端子38やリレー40の端子にフレキシブルバスバー42が固定される。
【0027】
【発明の効果】
本発明の燃料電池の車両搭載構造によれば、燃料電池の電源取り出し部を車両の側方向きに配置することにより、衝突時における電源取り出し部の破損の可能性が低減される。特に、エンドプレートに開口を設け、ここから電源取り出し部を構成する取り出し端子を突出させる構成により、衝突に対する取り出し端子の破損が防止される。またエンドプレートに漏電防止等のためにリレーを配置することにより、取り出し端子とリレーとが近接配置され、リレーが断状態にて高電圧に保たれる取り出し端子とリレーと間の配線の長さが短くなり、安全性が向上する効果が得られる。取り出し端子とリレーとの接続に柔軟性を有した配線部材を用いることにより、単電池の積層体の膨張、収縮に伴う取り出し端子の進退等を吸収し、取り出し端子とリレーとの接続が断線しにくいという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る燃料電池モジュールを搭載した燃料電池自動車の車両前方部の模式的な上面図である。
【図2】 エンドプレートに設けられた開口とそれを貫通して取り出される電極とを含む電源取り出し部の構造を示す模式的な斜視図である。
【図3】 フレキシブルバスバーの構造を示す模式的な斜視図である。
【符号の説明】
20 燃料電池モジュール、22 ケース、24 燃料電池スタック、30,32 エンドプレート、34,36 端部電極、38 端子、40 リレー、42 フレキシブルバスバー、50 サービスプラグ、62 ハーネス、64 バスバー。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure in which a fuel cell is mounted on a vehicle, and more particularly, to protection of a power supply extraction portion of a fuel cell at the time of a collision.
[0002]
[Prior art]
In recent years, automobiles using a fuel cell as a driving energy source have attracted attention as one approach to environmental problems, and a prototype has been made. For example, a fuel cell vehicle in which a fuel cell is mounted near the center of the vehicle, such as a space under the seat, has been prototyped in consideration of the vehicle weight balance and arrangement space. Recently, it has been studied to mount a fuel cell in the front part of the vehicle. Fuel cell vehicles are under development for practical use and dissemination in the near future.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
When the fuel cell is mounted in the front part of the vehicle, it is necessary to consider the protection of the fuel cell in the event of a vehicle collision. In particular, the fuel cell power take-out part has a high voltage, and around the power take-out part, a relay and an electric circuit for cutting off the current for safety and a distributor for supplying hydrogen, air, etc. into the fuel cell are arranged. Therefore, the need for protection is high.
[0004]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle-mounted structure of a fuel cell that can reduce damage to the fuel cell in the event of a vehicle collision.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In the vehicle-mounted structure of the fuel cell according to the present invention, the fuel cell includes a fuel cell stack and a power supply extraction unit electrically connected to the fuel cell stack, and the power supply extraction unit includes the fuel cell. An end electrode stacked on the stack, and an output terminal provided on the periphery of the end electrode, and the fuel cell stack includes two rows arranged in parallel in the same stacking direction. The stacks are electrically connected to each other at one end side in the stacking direction, and an output terminal is provided for each stack at the other end side in the stacking direction, and the two rows of stacks are arranged in the front-rear direction of the vehicle at the front portion of the vehicle. Arranged side by side, the output terminal of one of the two rows of stacks is provided on the other stack side of the peripheral edge of the end electrode, and the output of the other stack of the two rows of stacks Child is provided on one stack side of the peripheral edge of the end electrodes.
[0006]
The impact force in the front-rear direction is large in a collision during travel of the vehicle. Therefore, in the event of a collision, the collision between the fuel cell and the devices and components arranged in the front and back of the fuel cell, and the pressure in the front-rear direction can particularly damage the fuel cell. According to the present invention, since the power supply take-out portion is arranged at the side of the vehicle, it is difficult to receive the impact force in the front-rear direction as described above, and damage is avoided or reduced.
[0007]
In another fuel cell mounting structure for a fuel cell according to another aspect of the invention, the fuel cell is formed of a single cell stack that is supported by rigid end plates at both ends in the stacking direction, and the stacking direction is the left and right of the vehicle. The power take-out part has a take-out electrode that is electrically connected to the unit cell stack and protrudes outward from the end plate through an opening provided in the end plate.
[0008]
The present invention utilizes the fact that the end plate provided at the end of the fuel cell in the stacking direction is made of a rigid member so as to exert a pressing force on the unit cell stack. That is, the end plate is strong against a compressive force in a direction parallel to the surface thereof. Therefore, by arranging the end plate so that the surface of the end plate is along the vehicle front-rear direction, the end plate can be resisted. In particular, the configuration in which the lead-out electrode connected to the cell stack through the opening in the end plate is led to the outside is arranged near the center of the end plate surface. Less susceptible to attacks by neighboring devices that hit the end of the direction.
[0009]
A preferred aspect of the present invention is a vehicle mounting structure in which a relay that cuts off a current from the fuel cell in accordance with a control signal from the outside is disposed on an outer surface of the end plate. By disposing the relay on the end plate which is not easily destroyed at the time of collision, the relay can be prevented from being damaged. As a result, the operation of the relay, such as leakage leakage, is ensured even after a collision, and safety is improved. Even if the relay is disconnected, a high voltage is applied between the relay and the extraction electrode. However, according to the present invention, the distance between the relay and the extraction electrode can be shortened. That is, since there are few portions that are kept at a high voltage when the relay is disconnected, safety is improved in that sense.
[0010]
In another fuel cell mounting structure for a fuel cell, the relay and the extraction electrode are connected by a flexible wiring member.
[0011]
The unit cell stack changes its dimension in the stacking direction due to expansion, contraction, etc. according to a temperature change due to its own heat generation, and the dimension may vary depending on manufacturing variations. On the other hand, the end plate is fixed to the vehicle body side. Therefore, the extraction electrode advances and retreats with respect to the end plate, and the protruding amount can be different. According to the present invention, since the wiring connecting the extraction electrode and the relay has flexibility, it can follow the advance and retreat of the extraction electrode, and can absorb the difference in the protruding amount due to manufacturing variation. Connection is hard to break.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0013]
FIG. 1 is a schematic top view of a front portion of a fuel cell vehicle employing a fuel cell vehicle mounting structure according to the present invention. In the figure, a fuel cell module 20 is arranged in an engine room in the front part of the vehicle. The fuel cell module 20 has a fuel cell stack 24 in a fuel cell stack case 22 (hereinafter simply referred to as case 22). Note that the case 22 originally encloses the fuel cell stack 24, but for convenience of explanation, the upper surface of the case 22 is removed and the structure of the internal fuel cell stack 24 and the like is shown for the sake of explanation.
[0014]
The fuel cell stack 24 includes a first stack 26 and a second stack 28 that are each a laminated body of plate-shaped unit cells 25 arranged in parallel. Here, both the stacking directions of the first stack 26 and the second stack 28 are the left and right directions of the vehicle, and are relatively thick (for example, about 15 mm thick) metal end plates 30 and 32 disposed at the left and right ends thereof. The stacks 26 and 28 are pressed in the stacking direction. The stack 26 and the stack 28 are stacked so that the polarities of the cells are opposite to each other. For example, the stack 26 has a positive electrode on the left side and a negative electrode on the right side, and the stack 28 has a negative electrode on the left side and a positive electrode on the right side. . The end portions on the end plate 32 side of the stack 26 and the stack 28 are electrically connected to each other, whereby both the stacks 26 and 28 constitute one single cell series connection body, and a desired high voltage is obtained.
[0015]
End electrodes 34 and 36 of a common unit cell serial connection body constituted by the stacks 26 and 28 are stacked on the end portions of the stack 26 and the stack 28 on the end plate 30 side. For example, according to the arrangement direction of the unit cells described above, the electrode 34 stacked on the stack 26 is a positive electrode, and the electrode 36 stacked on the stack 28 is a negative electrode. The electrodes 34 and 36 have an L-shape that is bent in the stacking direction of the stack at the position of the boundary between the stack 26 and the stack 28 (that is, the center of the fuel cell stack 24 with respect to the vehicle longitudinal direction). A portion of the electrodes 34, 36 facing the stacking direction is projected from the end plate 30 toward the vehicle side through a hole formed at the center position in the vehicle longitudinal direction of the end plate 30, and used as a terminal 38.
[0016]
FIG. 2 is a schematic perspective view showing the structure of the power supply extraction portion including the opening provided in the end plate 30 and the electrodes 34 and 36 extracted through the opening. The end plate 30 is provided with two vertically long openings 39 at the center in the vehicle longitudinal direction. For example, the terminal 38a of the electrode 34 protrudes outward through the upper opening 39a, and the terminal 38b of the electrode 36 protrudes outward through the lower opening 39b.
[0017]
The end plates 30 and 32 are fixed to the case 22, but the stacks 26 and 28 may change the dimensions in the stacking direction due to expansion and contraction due to temperature. Therefore, a disc spring laminated body (not shown) is disposed between the end plate 30 and the electrode 34 and between the end plate 30 and the electrode 36, and the unit cells constituting the stacks 26 and 28 are always appropriate. It is configured to be pressed against each other with a sufficient force.
[0018]
In addition to the relay 40, an electric circuit and a distributor (not shown) are disposed on the end plate 30. The relay 40 is electrically connected to the positive and negative terminals 38 taken out from the opening 39 of the end plate 30 by a flexible bus bar (referred to as a flexible bus bar) 42. Incidentally, the flexible bus bar 42 is bolted to the terminal 38 and the terminal of the relay 40, respectively. The relay 40 is provided to electrically cut off the output from the fuel cell module 20 in accordance with an external control signal. For example, the relay 40 is kept in an ON state during normal times such as when the vehicle is running, and enables output from the fuel cell module 20, while a collision sensor (not shown) detects a collision of the host vehicle. Is switched to the OFF state in accordance with a control signal issued to the engine, and the output from the fuel cell module 20 is cut off.
[0019]
Now, in the case of a collision during travel of the vehicle, the impact force in the front-rear direction is usually large. Therefore, by arranging the relay 40 and the like on the surface of the end plate 30 facing the vehicle side in this way, it is difficult to receive the impact force in the front-rear direction, and the breakage of these parts is avoided or reduced. . In particular, since the end plate 30 is made of a rigid member so as to exert a pressing force on the fuel cell stack 24 as described above, it is strong against a compressive force in a direction parallel to the surface. Here, the end plate 30 arranged along the vehicle front-rear direction can withstand the compressive force in the vehicle front-rear direction, and is not easily deformed or destroyed. It is suitably protected. In particular, as described above, the relay 40 has a role of being interrupted at the time of a collision to prevent leakage, and by protecting this, the safety is improved.
[0020]
Here, as a configuration for connecting the relay 40 and the like disposed on the end plate 30 and the fuel cell stack 24, a configuration in which the wiring is bypassed outside the end plate 30 can be considered. There is a possibility that the wiring is sandwiched between the end plate 30 and the adjacent device that hits the side of the end plate 30 in the front-rear direction of the vehicle. On the other hand, in the configuration in which the terminal 38 of the extraction electrode connected to the fuel cell stack 24 is guided to the outside through the opening 39 opened in the end plate 30 as in the present fuel cell module 20, the terminal 38 is on the end plate surface. Located near the center, it is less susceptible to attacks by adjacent devices that hit the end plate 30 from the front-rear direction of the vehicle in the event of a vehicle collision.
[0021]
Even when the relay 40 is disconnected, a high voltage is applied to the wiring between the output extraction electrode of the fuel cell stack 24 and the relay 40. In this regard, in the configuration in which the terminal 38 is taken out from the central opening 39 of the end plate 30 and connected to the relay 40 by the flexible bus bar 42, the wiring length between the terminal 38 and the relay 40 is short. That is, it can be said that the safety is high because there are few portions that are maintained at a high voltage when the relay is disconnected.
[0022]
A service plug 50 is attached to a position closer to the vehicle rear side of the side surface of the case 22 in the vehicle side direction (side surface on the end plate 30 side). The service plug 50 includes a fixing portion 52 fixed to the case 22 and a plug portion 54 provided outside the case 22 and separable from the fixing portion 52. A terminal block 60 is mounted on the end plate 30 at a position close to the service plug 50, and the fixed portion 52 of the service plug 50 and the relay 40 are electrically connected using the terminal block 60 as a relay point. That is, the harness 62 connected to the fixed portion 52 and the bus bar 64 connected to the relay 40 are electrically connected to each other at the terminal block 60. Thereby, between the relay 40 and the fixing | fixed part of the service plug 50 is electrically connected for every positive electrode and negative electrode.
[0023]
Further, the power output cable 66 is drawn from the fixing portion 52 of the service plug 50 to the outside of the case 22. The harness 62 connected to the fixing portion 52 and the power output cable 66 are electrically connected when the plug portion 54 is attached, and disconnected when the plug portion 54 is pulled out. For example, when an operator pulls out the plug portion 54 to perform maintenance work, safety against electric leakage outside the fuel cell module 20 is ensured.
[0024]
Note that cooling water from a radiator (not shown) is circulated in the fuel cell module 20. The inlet 70 and the outlet 72 provided in the end plate 32 are for injecting and discharging the cooling water.
[0025]
Next, the flexible bus bar 42 will be described. As described above, the dimensions of the fuel cell stack 24 change in the stacking direction due to expansion and contraction according to the temperature change due to the heat generation of the fuel cell stack 24, and the dimensions may vary depending on manufacturing variations. On the other hand, the end plate is fixed to the vehicle body side. Therefore, the terminal 38 advances and retreats with respect to the end plate 30, and the protruding amount can be different. The flexible bus bar 42 is configured flexibly so as to follow the advance and retreat of the terminal 38 and absorb the difference in the protruding amount due to manufacturing variations. Thereby, the connection between the terminal 38 and the relay 40 is difficult to be disconnected.
[0026]
FIG. 3 is a schematic perspective view showing the structure of the flexible bus bar 42. The flexible bus bar 42 includes a flexible bus bar portion 80 and terminals 82 at both ends. The bus bar portion 80 is constituted by, for example, a net-like conductor 84 knitted from a copper fine wire or the like, and has flexibility. Further, a plurality of flat mesh conductors 84 are stacked in the bending direction. As a result, the cross-sectional area of the bus bar portion 80 can be increased without impairing flexibility, and a large current output from the fuel cell stack 24 can flow with low loss. In order to connect the vertically projecting terminal 38 from the end plate 30 and the relay 40 disposed beside the terminal 38, the bus bar portion 80 is bent into an L shape. The terminal 82 is clamped by sandwiching the end of the bus bar portion 80. A bolt hole 86 is formed in the terminal 82, and a bolt is passed through the terminal 82. The flexible bus bar 42 is fixed to the terminal 38 and the terminal of the relay 40 by this bolt.
[0027]
【The invention's effect】
According to the vehicle mounting structure of the fuel cell of the present invention, the possibility of damage to the power supply take-out part at the time of a collision is reduced by arranging the power take-out part of the fuel cell in the side of the vehicle. In particular, the structure in which the opening is provided in the end plate and the takeout terminal constituting the power supply takeout portion protrudes therefrom prevents the takeout terminal from being damaged due to the collision. Also, by arranging a relay on the end plate to prevent leakage, the extraction terminal and the relay are placed close to each other, and the length of the wiring between the extraction terminal and the relay is maintained at a high voltage when the relay is disconnected. The effect of improving the safety is obtained. By using a flexible wiring member to connect the take-out terminal and the relay, it absorbs the advance and retreat of the take-out terminal due to expansion and contraction of the cell stack, and the connection between the take-out terminal and the relay is disconnected. The effect of being difficult is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic top view of a front portion of a vehicle of a fuel cell vehicle equipped with a fuel cell module according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic perspective view showing a structure of a power supply extraction portion including an opening provided in an end plate and an electrode extracted through the opening.
FIG. 3 is a schematic perspective view showing a structure of a flexible bus bar.
[Explanation of symbols]
20 fuel cell module, 22 case, 24 fuel cell stack, 30, 32 end plate, 34, 36 end electrode, 38 terminal, 40 relay, 42 flexible bus bar, 50 service plug, 62 harness, 64 bus bar.

Claims (4)

燃料電池を車両に搭載する構造であって、A structure in which a fuel cell is mounted on a vehicle,
前記燃料電池は、The fuel cell
燃料電池スタックと、A fuel cell stack;
燃料電池スタックに電気的に接続される電源取り出し部と、A power take-out section electrically connected to the fuel cell stack;
を有し、Have
前記電源取り出し部は、前記燃料電池スタックに積層される端部電極と、端部電極の周縁に設けられる出力端子と、を備え、The power extraction unit includes an end electrode stacked on the fuel cell stack, and an output terminal provided at the periphery of the end electrode,
前記燃料電池スタックは、積層方向を同じくして並列配置された2列のスタックを備え、2列のスタックは、積層方向の一端側において互いに電気的に接続され、積層方向の他端側に各スタックごとに出力端子が設けられ、The fuel cell stack includes two rows of stacks arranged in parallel in the same stacking direction, and the two rows of stacks are electrically connected to each other on one end side in the stacking direction, and each of the stacks on the other end side in the stacking direction. Each stack has an output terminal,
前記2列のスタックは、車両前方部において車両の前後方向に並べて配置され、2列のスタックのうちの一方のスタックの出力端子は端部電極の周縁のうちの他方のスタック側に設けられ、2列のスタックのうちの他方のスタックの出力端子は端部電極の周縁のうちの一方のスタック側に設けられる、The two rows of stacks are arranged side by side in the vehicle front-rear direction at the front of the vehicle, and the output terminal of one of the two rows of stacks is provided on the other stack side of the peripheral edge of the end electrode, The output terminal of the other stack of the two rows of stacks is provided on one stack side of the peripheral edges of the end electrodes.
ことを特徴とする燃料電池の車両搭載構造。A fuel cell mounting structure for a fuel cell.
請求項1に記載の車両搭載構造において、The vehicle mounting structure according to claim 1,
積層方向を同じくして並列配置された前記2列のスタックは、その積層方向の端に配置された共通のエンドプレートによって支持されており、2列のスタックの2つの出力端子は、エンドプレートに設けられた開口を通して積層方向の外側に突出される、The two rows of stacks arranged in parallel in the same stacking direction are supported by a common end plate arranged at the end in the stacking direction, and two output terminals of the two rows of stacks are connected to the end plate. Projecting outward in the stacking direction through the provided opening,
ことを特徴とする燃料電池の車両搭載構造。A fuel cell mounting structure for a fuel cell.
請求項1または2に記載の車両搭載構造において、
外部からの制御信号に応じて前記燃料電池からの電流を遮断するリレーを、前記エンドプレートの外側面上に配置したことを特徴とする燃料電池の車両搭載構造。
In the vehicle mounting structure according to claim 1 or 2,
A fuel cell mounting structure for a fuel cell, wherein a relay that cuts off a current from the fuel cell in response to an external control signal is disposed on an outer surface of the end plate.
請求項3記載の車両搭載構造において、The vehicle mounting structure according to claim 3,
前記リレーと前記燃料電池の電源取り出し部とを柔軟性を有した配線部材で接続したことを特徴とする燃料電池の車両搭載構造。A fuel cell mounting structure for a fuel cell, wherein the relay and a power supply take-out portion of the fuel cell are connected by a flexible wiring member.
JP2001175674A 2001-06-06 2001-06-11 Fuel cell vehicle mounting structure Expired - Fee Related JP3870724B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001175674A JP3870724B2 (en) 2001-06-11 2001-06-11 Fuel cell vehicle mounting structure
US10/160,180 US20020187382A1 (en) 2001-06-06 2002-06-04 Mounting structure of fuel cell assembly on vehicle body
DE10224959A DE10224959A1 (en) 2001-06-06 2002-06-05 Assembly structure of a fuel cell assembly on a vehicle body

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001175674A JP3870724B2 (en) 2001-06-11 2001-06-11 Fuel cell vehicle mounting structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002362165A JP2002362165A (en) 2002-12-18
JP3870724B2 true JP3870724B2 (en) 2007-01-24

Family

ID=19016761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001175674A Expired - Fee Related JP3870724B2 (en) 2001-06-06 2001-06-11 Fuel cell vehicle mounting structure

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3870724B2 (en)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4517708B2 (en) * 2004-04-16 2010-08-04 日産自動車株式会社 Fuel cell system mounting structure on vehicle
WO2006009277A1 (en) 2004-07-22 2006-01-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Current collecting plate, fuel cell, and method of producing them
JP4736020B2 (en) * 2004-12-10 2011-07-27 スズキ株式会社 Fuel cell vehicle auxiliary equipment mounting structure
US7950482B2 (en) 2005-02-28 2011-05-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system and vehicle using fuel cell
KR100673754B1 (en) 2005-03-10 2007-01-24 삼성에스디아이 주식회사 Stack and fuel cell system having the same
JP4669361B2 (en) * 2005-09-21 2011-04-13 本田技研工業株式会社 Fuel cell system
JP4910365B2 (en) * 2005-11-04 2012-04-04 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell stack, fuel cell system, and mobile body equipped with the system
JP2008004318A (en) 2006-06-21 2008-01-10 Toyota Motor Corp Piping structure of fuel cell
JP5171015B2 (en) * 2006-11-15 2013-03-27 矢崎総業株式会社 Power supply
JP4910707B2 (en) * 2007-01-05 2012-04-04 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell
JP5078598B2 (en) * 2007-12-25 2012-11-21 本田技研工業株式会社 Fuel cell stack
JP6162369B2 (en) * 2012-05-24 2017-07-12 矢崎総業株式会社 Power supply
JP6191495B2 (en) * 2014-02-14 2017-09-06 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell stack structure
JP6166223B2 (en) * 2014-05-29 2017-07-19 本田技研工業株式会社 Vehicle with fuel cell
JP6531460B2 (en) * 2015-03-27 2019-06-19 スズキ株式会社 Vehicle battery pack protection structure
JP2017073199A (en) * 2015-10-05 2017-04-13 トヨタ自動車株式会社 Fuel battery stack
JP7056507B2 (en) * 2018-10-16 2022-04-19 トヨタ自動車株式会社 Bus bar
JP7056542B2 (en) * 2018-12-21 2022-04-19 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell unit
JP2021009833A (en) * 2019-07-03 2021-01-28 本田技研工業株式会社 Fuel cell system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002362165A (en) 2002-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3870724B2 (en) Fuel cell vehicle mounting structure
JP3767423B2 (en) Vehicle fuel cell module and fuel cell vehicle
US8556007B2 (en) Fuel cell module for vehicles
JP3749775B2 (en) On-board circuit network
EP1137147B1 (en) Power distributor for a vehicle and production method thereof
KR101853397B1 (en) Battery Module
US6819066B2 (en) Electric motor vehicle
KR101294188B1 (en) Safety structure for high voltage battery of vehicle
CN210200840U (en) Battery module with middleware, power battery pack and power automobile chassis assembly
KR102250204B1 (en) Battery module, battery pack comprising the battery module and vehicle comprising the battery pack
KR101273114B1 (en) Battery cell protection device of eco-friendly vehicle
WO2008066253A1 (en) Power switching module for battery module assembly
JP4984404B2 (en) Vehicle power supply unit
KR102441019B1 (en) Battery module with short-circuit protection structure
JP2002084628A (en) Electrical junction box for high voltage mounted in vehicle
US20210320346A1 (en) Battery pack
JP2018026285A (en) Battery monitoring unit
JP7189711B2 (en) automotive battery
CN108370007A (en) The method of battery module housings, battery module, battery pack, battery, means of transport and manufacture battery module, battery pack and battery
KR102352625B1 (en) Battery Pack using battery module with short-circuit protection structure
US20230182584A1 (en) Fuel Cell Vehicle
JP2013012478A (en) Vehicular fuel cell module
KR20040051170A (en) a fuse box for high electric current in an engine room of vehicles
KR102673552B1 (en) battery module for eco-friendly vehicle and ventilation bracket applied to thereof
CN219959292U (en) Battery pack and vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040401

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050908

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050920

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20051121

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20051121

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20051227

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060227

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20060306

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060926

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20061009

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091027

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101027

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101027

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111027

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111027

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121027

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121027

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131027

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees