JP5038978B2 - Piping connection structure of fuel cell system - Google Patents

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Description

本発明は、冷媒回路を有する燃料電池システムの配管接続構造に関する。   The present invention relates to a pipe connection structure of a fuel cell system having a refrigerant circuit.

燃料電池を冷媒によって冷却する冷媒回路では、前記冷媒を流通させる管路としてチューブが設けられ、例えば、前記チューブの接続部位を環状のバンドによって締め付けて所定の緊締力を確保することにより、前記チューブ内を比較的高圧で流通する冷媒のシール性を保持している。   In a refrigerant circuit that cools a fuel cell with a refrigerant, a tube is provided as a conduit through which the refrigerant flows. For example, by tightening a connection portion of the tube with an annular band to ensure a predetermined tightening force, the tube The sealing property of the refrigerant circulating in the interior at a relatively high pressure is maintained.

この種の冷媒回路に関し、例えば、本出願人の提案に係る特許文献1の図1には、ポンプ及びイオン交換器等が配管途中に介装され、車体前方のラジエータから車体の右側を後方に向かって延在する水配管を設け、前記水配管を循環する水によって燃料電池を冷却する冷却システムが開示されている。   With regard to this type of refrigerant circuit, for example, in FIG. 1 of Patent Document 1 proposed by the present applicant, a pump, an ion exchanger, and the like are interposed in the middle of the piping, and the right side of the vehicle body is moved rearward from the radiator in front of the vehicle body. A cooling system is disclosed in which a water pipe extending toward the water pipe is provided and the fuel cell is cooled by water circulating through the water pipe.

また、特許文献2には、自動車のガソリン燃料配管に関し、パイプ体と相手側部材である樹脂チューブとを接続するためのクイックコネクタが開示されている。
特開2001−71753号公報 特開2005−214240号公報
Patent Document 2 discloses a quick connector for connecting a pipe body and a resin tube, which is a counterpart member, with respect to gasoline fuel piping of an automobile.
JP 2001-71753 A JP-A-2005-214240

ところで、定期的に行われる燃料電池のメンテナンス作業やイオン交換器の交換作業を遂行する際、緊締されたバンドを緩めて配管接続されたチューブを取り外す必要があり、この場合、取り外されたチューブの配管接続口が経年変化等によってクリープ変形し、又は、バンドの緊締力によってチューブの配管接続口が配管接続部に固着された状態となって容易に離脱させることができない等の不具合があり、従来から使用されていた配管全体を新たな配管と交換していた。   By the way, when performing fuel cell maintenance work or ion exchanger exchange work that is performed regularly, it is necessary to loosen the tightened band and remove the tube connected to the pipe. There are problems such as the pipe connection port creeping due to aging, etc., or the tube connection port of the tube is fixed to the pipe connection part due to the tightening force of the band, and it can not be easily detached, etc. The entire pipe that was used from the beginning was replaced with a new pipe.

このように、従来技術では、上記のような不具合によって従来から使用している配管を再利用することが困難であり、従来から使用されていた配管の全てを新たな配管と交換する交換作業が必要になると共に、新たな配管の購入に伴ってメンテナンスコストが増大するという問題がある。   Thus, in the prior art, it is difficult to reuse the pipes that have been used conventionally due to the above-mentioned problems, and the replacement work for replacing all the pipes that have been used conventionally with new pipes is required. There is a problem that maintenance costs increase with the purchase of new piping.

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、従来から使用されている配管の再利用を達成することにより、メンテナンス性を向上させると共に、メンテナンスコストを低減することが可能な燃料電池システムの配管接続構造を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and by achieving the reuse of the pipes that have been used conventionally, the fuel cell is capable of improving the maintainability and reducing the maintenance cost. It aims at providing the piping connection structure of a system.

なお、特許文献1には、冷却水を流通させる水配管が開示されているが、この水配管の配管接続構造については、何ら具体的に開示されておらず、しかも示唆もされてもおらず不明である。また、特許文献2に開示されているクイックコネクタは、自動車のガソリン燃料配管に用いられるものであり、冷媒回路の管路に適用する点について、何ら開示乃至示唆されていない。さらに、特許文献1及び特許文献2を併せ鑑みても、燃料電池システムの冷媒回路を構成する配管同士の接続部位にクイックコネクタを設ける技術的思想、及び、従来から使用している配管を再利用する技術的思想については、何ら開示乃至示唆されていない。   In addition, Patent Document 1 discloses a water pipe for circulating cooling water, but the pipe connection structure of the water pipe is not specifically disclosed or suggested. It is unknown. Further, the quick connector disclosed in Patent Document 2 is used for gasoline fuel piping of automobiles, and there is no disclosure or suggestion about the point of application to a refrigerant circuit pipeline. Furthermore, even in consideration of Patent Document 1 and Patent Document 2, the technical idea of providing a quick connector at a connection portion between the pipes constituting the refrigerant circuit of the fuel cell system, and the pipes that have been conventionally used are reused. No technical idea is disclosed or suggested.

前記の目的を達成するため、本発明は、燃料電池スタックと、冷媒を冷却する冷却器として機能するラジエータと、前記冷媒を循環させるポンプと、前記冷媒が流通する通路を切り換える切換弁と、前記冷媒のイオン交換を行うイオン交換器と、複数の配管から構成される冷媒通路と、を有し、車両に搭載にされる燃料電池システムの冷媒回路に用いられる配管接続構造であって、前記冷媒通路の分岐部に設けられ、前記冷媒通路を着脱自在に接続する第1継手部材及び第2継手部材と、前記車両の床下部位であって、前記車両の第2フレームに配設される前記燃料電池スタック及び前記イオン交換器を含む燃料電池ユニットと、前記切換弁及び前記ポンプを含むモータユニットと、を備え、前記第1継手部材は、前記ラジエータとの接続配管である第1チューブが接続される第1ポートと、前記ラジエータをバイパスするバイパス通路として用いられ前記ポンプに連通する第2チューブが接続される第2ポートと、前記燃料電池スタックとの接続配管である第3チューブが接続される第3ポートと、を有し、前記第2継手部材は、前記ポンプとの接続配管である第5チューブが接続される第1ポートと、前記燃料電池スタックとの接続配管である第6チューブが接続される第2ポートと、前記イオン交換器との接続配管である第7チューブが接続される第3ポートと、を有し、前記第1継手部材及び前記第2継手部材は、前記車両のモータルームの床下部位に配置される第1フレームの底面と略面一となるように設けられると共に、前記燃料電池ユニットと前記モータユニットとの境界部位に配置されることを特徴とする。 To achieve the above object, the present invention provides a fuel cell stack, a radiator that functions as a cooler for cooling the refrigerant, a pump that circulates the refrigerant, a switching valve that switches a passage through which the refrigerant flows, A pipe connection structure for use in a refrigerant circuit of a fuel cell system mounted on a vehicle, comprising: an ion exchanger that performs ion exchange of refrigerant; and a refrigerant passage composed of a plurality of pipes. A first joint member and a second joint member which are provided at a branching portion of the passage and detachably connect the refrigerant passage; and the fuel disposed in a second frame of the vehicle, which is an underfloor portion of the vehicle. A fuel cell unit including a battery stack and the ion exchanger; and a motor unit including the switching valve and the pump, wherein the first joint member is connected to the radiator. A first port to which the first tube is connected, a second port to be used as a bypass passage for bypassing the radiator and connected to the second tube connected to the pump, and a connection pipe between the fuel cell stack A third port to which a third tube is connected, and the second joint member includes a first port to which a fifth tube that is a connection pipe to the pump is connected, and the fuel cell stack. A second port to which a sixth tube that is a connection pipe is connected, and a third port to which a seventh tube that is a connection pipe to the ion exchanger is connected, and the first joint member and the first port The two joint members are provided so as to be substantially flush with the bottom surface of the first frame disposed in the lower floor portion of the motor room of the vehicle, and the fuel cell unit and the motor unit Characterized in that it is arranged in the boundary portion.

本発明によれば、冷媒通路の分岐部に冷媒通路を着脱自在に接続する第1継手部材及び第2継手部材を設けることにより、従来技術のように配管全体を新たな配管と交換することが不要となり、従来から使用している配管の有効利用を図りメンテナンス性を向上させることができる。また、本発明によれば、第1継手部材及び第2継手部材が燃料電池ユニットとモータユニットとの境界部位に配置されることで、燃料電池ユニットとモータユニットとの分離及び接続が容易となり、メンテナンス性をより一層向上させることができる。 According to the present invention, by Rukoto provided with the first joint member and a second coupling member for connecting the refrigerant passage detachably to the branches of the refrigerant passage, the entire pipe as in the prior art to be replaced with a new pipe This eliminates the need for the pipes, and makes it possible to improve the maintainability by effectively using the pipes that have been used conventionally. Further, according to the present invention, the first joint member and the second joint member are disposed at the boundary portion between the fuel cell unit and the motor unit, so that separation and connection between the fuel cell unit and the motor unit are facilitated, Maintenance can be further improved.

また、本発明では、第1継手部材及び第2継手部材に、それぞれ、各種チューブが接続される第1〜第3ポートが設けられることにより、各種機器と配管(チューブ)とを効率的に着脱することができる。 In the present invention, the first joint member and the second joint member are each provided with first to third ports to which various tubes are connected, so that various devices and pipes (tubes) can be efficiently attached and detached. can do.

さらに、本発明では、第1継手部材及び第2継手部材が、モータユニット側又は燃料電池ユニット側のいずれか一方にまとめられて配置されているため便利であり、配管接続の作業性を向上させることができる。 Furthermore, in the present invention, the first joint member and the second joint member are convenient because they are arranged together on either the motor unit side or the fuel cell unit side, and the workability of pipe connection is improved. be able to.

さらにまた、本発明では、アンダカバーを取り外した後、目視可能な位置に取り付けられた第1継手部材及び第2継手部材を介して、各種チューブに対する着脱操作を視認しながら簡便に遂行することができる。 Furthermore, in the present invention, after the under cover is removed, the attachment / detachment operation with respect to various tubes can be easily performed through the first joint member and the second joint member attached at the visible position. it can.

またさらに、本発明は、雌コネクタ及び雄コネクタにより、容易に着脱することができる。 Furthermore, the present invention can be easily attached and detached by the female connector and the male connector.

さらに、本発明では、第1継手部材及び第2継手部材が樹脂製材料によって形成されることにより、外部に対する配管自体の良好な電気的絶縁性を確保することができると共に、配管全体の軽量化及びコストの低減化を達成することができる。また、第1継手部材及び第2継手部材が電気的絶縁性を有し、且つイオン低溶出の材料で形成されることにより、燃料電池スタック近傍の高電圧部位における電気的絶縁性を確保することができると共に、冷媒通路を流通する冷媒自体の電気的絶縁性を確保することができる。なお、イオン低溶出とは、冷媒へイオンが放出しづらいことをいう。 Furthermore, in the present invention, since the first joint member and the second joint member are formed of a resin material, it is possible to ensure good electrical insulation of the pipe itself with respect to the outside and reduce the weight of the entire pipe. In addition, cost reduction can be achieved. In addition, the first joint member and the second joint member have electrical insulation and are formed of a material with low ion elution, thereby ensuring electrical insulation at a high voltage site near the fuel cell stack. In addition, the electrical insulation of the refrigerant itself flowing through the refrigerant passage can be ensured. In addition, ion low elution means that it is hard to discharge | release ion to a refrigerant | coolant.

さらにまた、本発明では、燃料電池スタックからポンプへ向けた冷媒通路(第2ポートと第3ポートとを連通する流路)における冷媒の圧力損失が、燃料電池スタックからラジエータへ向けた冷媒通路(第1ポートと第3ポートとを連通する流路)における冷媒の圧力損失と比較して大きく設定されるとよい。すなわち、ラジエータ自体における冷媒の圧力損失や冷媒通路を構成する配管長の差に起因して、ポンプへ向けた冷媒通路よりもラジエータへ向けた冷媒通路の圧力損失が大きくなるため、予め、冷媒がラジエータ側(第1ポート側)へ流通し易くしておくように設定されるとよい。この結果、本発明では、第1継手部材の各ポートにおける冷媒の圧力損失を制御してバランスコントロールを行うことができる。 Furthermore, in the present invention, the pressure loss of the refrigerant in the refrigerant passage ( flow path connecting the second port and the third port) from the fuel cell stack to the pump is reduced to the refrigerant passage ( from the fuel cell stack to the radiator ) It is good to set large compared with the pressure loss of the refrigerant | coolant in the flow path which connects a 1st port and a 3rd port . That is, the pressure loss of the refrigerant passage toward the radiator is larger than the refrigerant passage toward the pump due to the pressure loss of the refrigerant in the radiator itself and the difference in the length of the pipes constituting the refrigerant passage. It may be set so as to facilitate distribution to the radiator side (first port side) . As a result, in the present invention, balance control can be performed by controlling the pressure loss of the refrigerant at each port of the first joint member .

またさらに、本発明では、第1継手部材に対して、第1〜第3ポートの他に、イオン交換器に連通する第4ポートが設けられることにより、各種機器との配管接続が集約されて集中配管が可能になると共に、各種機器と配管とをより一層効率的に着脱することができる。この場合、イオン交換器を含んで冷媒回路が構成され、イオン交換器に連通する配管の接続部を着脱自在に接続することにより、定期的に交換が必要となるイオン交換器の交換作業を簡便に遂行することができる。 Furthermore, in this invention, the 4th port connected to an ion exchanger is provided with respect to a 1st coupling member other than a 1st-3rd port, and piping connection with various apparatuses is integrated. Centralized piping is possible, and various devices and piping can be attached and detached more efficiently. In this case, the refrigerant circuit is configured including the ion exchanger, and the connecting portion of the pipe communicating with the ion exchanger is detachably connected, thereby simplifying the replacement work of the ion exchanger that needs to be periodically replaced. Can be accomplished.

またさらに、本発明では、第1継手部材及び第2継手部材に設けられた冷媒排出用孔部から冷媒を排出することにより、冷媒の排出作業を円滑に遂行することができる。 Furthermore, in the present invention, the refrigerant discharge operation can be performed smoothly by discharging the refrigerant from the refrigerant discharge holes provided in the first joint member and the second joint member.

またさらに、本発明では、雌コネクタ及び雄コネクタの着脱自在な接続部に、接続部が完全嵌合状態又は不完全嵌合状態のいずれの状態にあるかを判別する嵌合状態判別機構が設けられるとよい。作業者は、前記嵌合状態判別機構によって雌コネクタ及び雄コネクタが完全嵌合状態又は不完全嵌合状態のいずれの状態にあるかを簡便に判別して、シール部の管理の簡素化を達成することができる。 Still further, in the present invention, a detachable connection part of the female connector and the male connector is provided with a fitting state determination mechanism for determining whether the connection part is in a completely fitted state or an incompletely fitted state. It should be done. The operator can easily determine whether the female connector and the male connector are in a completely fitted state or an incompletely fitted state by the fitting state discriminating mechanism, thereby achieving simplification of management of the seal portion. can do.

本発明では、従来から使用されている配管の再利用を達成することにより、メンテナンス性を向上させると共に、メンテナンスコストを低減することが可能な燃料電池システムの配管接続構造を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a fuel cell system pipe connection structure capable of improving the maintainability and reducing the maintenance cost by achieving the reuse of the pipes used conventionally.

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態に係る燃料電池システムの配管接続構造が適用された冷媒回路の回路構成図である。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a refrigerant circuit to which a pipe connection structure of a fuel cell system according to an embodiment of the present invention is applied.

<冷媒回路の構成>
図1に示されるように、冷媒回路10は、アノードに供給される燃料ガス(例えば、水素ガス)とカソードに供給される酸化剤ガス(例えば、空気)との電気化学反応により発電する燃料電池スタック12と、冷媒を冷却する冷却器として機能するラジエータ14と、前記燃料電池スタック12と前記ラジエータ14との間で冷媒を循環させる循環通路16と、前記循環通路16中に設けられ冷媒を所定流量で循環させるポンプ18と、前記ラジエータ14をバイパスさせるパイパス通路20中に設けられ冷媒が流通する流路を前記循環通路16又は前記バイパス通路20のいずれか一方に切り換える流路切換弁22とを含む。前記流路切換弁22に代替して冷媒の流通量を制御する流量制御弁を用いてもよい。
<Configuration of refrigerant circuit>
As shown in FIG. 1, the refrigerant circuit 10 is a fuel cell that generates electric power by an electrochemical reaction between a fuel gas (for example, hydrogen gas) supplied to the anode and an oxidant gas (for example, air) supplied to the cathode. A stack 12, a radiator 14 that functions as a cooler for cooling the refrigerant, a circulation path 16 that circulates the refrigerant between the fuel cell stack 12 and the radiator 14, and a refrigerant provided in the circulation path 16 A pump 18 that circulates at a flow rate and a flow path switching valve 22 that is provided in a bypass path 20 that bypasses the radiator 14 and switches a flow path through which a refrigerant flows to either the circulation path 16 or the bypass path 20. Including. Instead of the flow path switching valve 22, a flow rate control valve for controlling the flow rate of the refrigerant may be used.

なお、流路切換弁22は、ラジエータ14への冷媒の流通量を調整して燃料電池スタック12へ供給される冷媒の温度を調整する温度制御機構であるサーモスタットバルブとして機能するものである。また、前記冷媒回路10中を流通する冷媒としては、例えば、エチレングリコール、不凍液等の液体冷媒や、フロン(登録商標)等のフッ化炭素系冷媒が含まれる。   The flow path switching valve 22 functions as a thermostat valve that is a temperature control mechanism that adjusts the flow rate of the refrigerant to the radiator 14 and adjusts the temperature of the refrigerant supplied to the fuel cell stack 12. Examples of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 10 include liquid refrigerants such as ethylene glycol and antifreeze, and fluorocarbon refrigerants such as Freon (registered trademark).

燃料電池スタック12は、略直方体状からなるスタック本体を有し、前記スタック本体の前面(フロント側)には、前記スタック本体内へ冷媒を流通させて燃料電池スタック12を冷却するための冷媒導入ポート30a及び冷媒導出ポート30bが設けられる。前記冷媒導入ポート30aと前記冷媒導出ポート30bとの間には、循環通路16の上流側から分岐して下流側に合流する分岐通路32が設けられ、前記分岐通路32には、例えば、カチオン交換樹脂及びアニオン交換樹脂を充填したイオン交換器34が設けられる。   The fuel cell stack 12 has a stack body having a substantially rectangular parallelepiped shape, and a refrigerant introduction for cooling the fuel cell stack 12 by circulating the refrigerant into the stack body is provided on the front surface (front side) of the stack body. A port 30a and a refrigerant outlet port 30b are provided. A branch passage 32 that branches from the upstream side of the circulation passage 16 and joins the downstream side is provided between the refrigerant introduction port 30a and the refrigerant outlet port 30b. The branch passage 32 includes, for example, cation exchange. An ion exchanger 34 filled with resin and anion exchange resin is provided.

前記循環通路16と前記バイパス通路20と前記分岐通路32との合流部位には、いわゆるクイックコネクタを備えた第1継手部材36が配設される。前記合流部位は、燃料電池スタック12の冷媒導出ポート30bからラジエータ14へ戻る下流側の循環通路16と、ポンプ18に連通するバイパス通路20と、イオン交換器34からの戻りの冷媒が流通する下流側の分岐通路32とからなる3つの通路が相互に連通する部位からなり、この3つの通路の合流部位(交差部位)に第1継手部材36が配設される。なお、前記第1継手部材36の詳細については、後記する。   A first joint member 36 having a so-called quick connector is disposed at a junction of the circulation passage 16, the bypass passage 20, and the branch passage 32. The merging site is a downstream circulation passage 16 returning from the refrigerant outlet port 30b of the fuel cell stack 12 to the radiator 14, a bypass passage 20 communicating with the pump 18, and a downstream where the return refrigerant from the ion exchanger 34 circulates. The three passages including the side branch passage 32 are in communication with each other, and the first joint member 36 is disposed at a junction (intersection) of the three passages. Details of the first joint member 36 will be described later.

また、前記循環通路16と前記分岐通路32との分岐部位には、いわゆるクイックコネクタを備えた第2継手部材37が配設される。前記分岐部位は、燃料電池スタック12の冷媒導入ポート30aとポンプ18との間からなる上流側の循環通路16と、イオン交換器34へ供給される冷媒が分流する上流側の分岐通路32とからなる2つの通路が相互に分岐する部位からなり、この2つの通路の分岐部位に第2継手部材37が配設される。なお、前記第2継手部材37の詳細については、後記する。   A second joint member 37 having a so-called quick connector is disposed at a branch portion between the circulation passage 16 and the branch passage 32. The branch portion includes an upstream circulation passage 16 formed between the refrigerant introduction port 30a of the fuel cell stack 12 and the pump 18, and an upstream branch passage 32 through which the refrigerant supplied to the ion exchanger 34 is branched. These two passages are made up of portions branched from each other, and a second joint member 37 is disposed at a branch portion of the two passages. The details of the second joint member 37 will be described later.

さらに、図1に示されるように、前記冷媒回路10には、ポンプ18を駆動させる駆動信号を導出すると共に、流路切換弁22に対して弁切換信号(弁動作制御信号)を導出する制御手段として機能するECU(Electric Control Unit)38が設けられる。前記ECU38は、図示しないRAM、ROM、CPU、I/Oポート等を含むマイクロコンピュータからなる電子制御装置によって構成される。   Further, as shown in FIG. 1, the refrigerant circuit 10 derives a drive signal for driving the pump 18 and a control for deriving a valve switching signal (valve operation control signal) to the flow path switching valve 22. An ECU (Electric Control Unit) 38 that functions as means is provided. The ECU 38 is constituted by an electronic control unit including a microcomputer including a RAM, a ROM, a CPU, an I / O port and the like (not shown).

<第1継手部材の構成>
図2は、第1継手部材の概略構成図であって、コネクタを構成する雌コネクタ部と雄コネクタ部とが離脱した状態を示す。
<Configuration of first joint member>
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the first joint member, showing a state where the female connector portion and the male connector portion constituting the connector are detached.

第1継手部材36は、大径な3ポート及び小径な1ポートを有する継手ボデイ40を含む。前記継手ボデイ40の両端部には、大径からなる第1ポート46aと第2ポート46bとが配置され、前記第1ポート46aには、ラジエータ14に向かって冷媒を流通させる第1チューブ48aが第1コネクタ50aを介して着脱自在に接続され、反対側の前記第2ポート46bには、ポンプ18に向かって冷媒を流通させる第2チューブ48bが第2コネクタ50bを介して着脱自在に接続される。   The first joint member 36 includes a joint body 40 having three large-diameter ports and one small-diameter port. A first port 46a and a second port 46b each having a large diameter are disposed at both ends of the joint body 40, and a first tube 48a through which refrigerant flows toward the radiator 14 is disposed in the first port 46a. A second tube 48b through which the refrigerant flows to the pump 18 is detachably connected to the second port 46b on the opposite side via the second connector 50b. The

前記第1コネクタ50a及び第2コネクタ50bに近接する部位には、略同一の内径からなる第1チューブ48a及び第2チューブ48bの接続部位の外周面を所定の緊締力によって締め上げて固定するバンド52がそれぞれ装着される。   A band for tightening and fixing the outer peripheral surface of the connection portion of the first tube 48a and the second tube 48b having substantially the same inner diameter with a predetermined tightening force at a portion close to the first connector 50a and the second connector 50b. 52 are respectively mounted.

また、前記継手ボデイ40には、前記第1ポート46aと第2ポート46bとを結ぶ継手ボデイ40の軸線に対して所定角度傾斜して交差し、大径からなる第3ポート46cが設けられる。前記第3ポート46cには、燃料電池スタック12の冷媒導出ポート30bから導出された戻り冷媒を流通させる第3チューブ48cが、バンド52を介して直接接続される。このように、継手ボデイ40には、大径な第1〜第3ポート46a〜46cに着目すると、3方路が設けられている。   Further, the joint body 40 is provided with a third port 46c having a large diameter and intersecting with an axis of the joint body 40 connecting the first port 46a and the second port 46b with an inclination of a predetermined angle. A third tube 48 c for circulating the return refrigerant derived from the refrigerant outlet port 30 b of the fuel cell stack 12 is directly connected to the third port 46 c via a band 52. In this way, the joint body 40 is provided with three-way paths when paying attention to the large-diameter first to third ports 46a to 46c.

この場合、継手ボデイ40の軸線(第1ポート46aと第2ポート46bとを結ぶ直線)に対して燃料電池スタック12からの戻り冷媒が導入される第3ポート46cを所定角度だけ傾けるように設けることにより、第1ポート46aを経由してラジエータ14側へ導出される冷媒の圧力損失と、第2ポート46bを経由してポンプ18側へ導出される冷媒の圧力損失とのバランスを制御することができる。   In this case, the third port 46c into which the return refrigerant from the fuel cell stack 12 is introduced is inclined by a predetermined angle with respect to the axis of the joint body 40 (a straight line connecting the first port 46a and the second port 46b). Thus, the balance between the pressure loss of the refrigerant led out to the radiator 14 side via the first port 46a and the pressure loss of the refrigerant led out to the pump 18 side via the second port 46b is controlled. Can do.

すなわち、仮に、前記第1ポート46aと前記第2ポート46bとを結ぶ継手ボデイ40の軸線に対して直交するように第3ポート46cを設けた場合(完全なT字型形状の場合)には、ラジエータ14側(第1ポート46a側)とポンプ18側(第2ポート46b側)とにおいてそれぞれ略同一の圧力損失が発生するが、本実施形態のように前記軸線に対して所定角度だけ傾斜するように第3ポート46cを設けることにより、前記略同一な圧力損失を回避し、ポンプ18側と比較してラジエータ14側における圧力損失を抑制するように圧力損失のバランスコントロールを行うことができる。   That is, if the third port 46c is provided so as to be orthogonal to the axis of the joint body 40 connecting the first port 46a and the second port 46b (in the case of a complete T-shape). In the radiator 14 side (first port 46a side) and the pump 18 side (second port 46b side), substantially the same pressure loss occurs, but it is inclined by a predetermined angle with respect to the axis as in this embodiment. Thus, by providing the third port 46c, the pressure loss balance control can be performed so as to avoid the substantially same pressure loss and to suppress the pressure loss on the radiator 14 side compared to the pump 18 side. .

換言すると、本実施形態では、燃料電池スタック12からポンプ18へ向けた冷媒通路(図1のバイパス通路20を含む循環通路16)における冷媒の圧力損失が、燃料電池スタック12からラジエータ14へ向けた冷媒通路(図1のバイパス通路20を通らない循環通路16)における冷媒の圧力損失と比較して大きく設定されることにより、圧力損失のバランスが図られている。ラジエータ14自体における冷媒の圧力損失や冷媒通路を構成する配管長の差に起因して、ポンプ18へ向けた冷媒通路よりもラジエータ14へ向けた冷媒通路の圧力損失が大きくなるため、予め、冷媒がラジエータ14側へ流通し易くなるように設けられている。   In other words, in this embodiment, the pressure loss of the refrigerant in the refrigerant passage (circulation passage 16 including the bypass passage 20 in FIG. 1) from the fuel cell stack 12 to the pump 18 is directed from the fuel cell stack 12 to the radiator 14. The pressure loss is balanced by being set larger than the refrigerant pressure loss in the refrigerant passage (circulation passage 16 not passing through the bypass passage 20 in FIG. 1). The pressure loss of the refrigerant passage toward the radiator 14 is larger than the refrigerant passage toward the pump 18 due to the pressure loss of the refrigerant in the radiator 14 itself and the difference in the length of the pipe constituting the refrigerant passage. Is provided so as to be easily distributed to the radiator 14 side.

さらに、前記継手ボデイ40には第4ポート46dが設けられ、前記第4ポート46dには、イオン交換器34からの戻り冷媒を流通させる第4チューブ48dがバンド53を介して直接接続される。   Further, the joint body 40 is provided with a fourth port 46 d, and a fourth tube 48 d for circulating the return refrigerant from the ion exchanger 34 is directly connected to the fourth port 46 d through a band 53.

前記第1継手部材の変形例を図3に示す。この変形例に係る第1継手部材36aでは、継手ボデイ40aに対して第1〜第3ポート46a〜46cをそれぞれに周方向に沿って分散して配置することにより、前記第1〜第3ポート46a〜46cに接続される第1〜第3チューブ48a〜48cの離間間隔を略均一となり、着脱作業がより一層容易となる。   A modification of the first joint member is shown in FIG. In the first joint member 36a according to this modification example, the first to third ports 46a to 46c are respectively distributed in the circumferential direction with respect to the joint body 40a, thereby disposing the first to third ports. Separation intervals of the first to third tubes 48a to 48c connected to 46a to 46c become substantially uniform, and attachment / detachment work is further facilitated.

<第2継手部材の構成>
第2継手部材37は、3つのポートが形成された継手ボデイを有する。前記継手ボデイには、図1に示されるように、第1ポート58aと第2ポート58bとが設けられ、前記第1ポート58aには、ポンプ18から送給された冷媒を流通させる第5チューブ48eが第3コネクタ50cを介して着脱自在に接続される。前記第2ポート58bには、燃料電池スタック12の冷媒導入ポート30aに向かって冷媒を流通させる第6チューブ48fが接続される。
<Configuration of second joint member>
The second joint member 37 has a joint body in which three ports are formed. As shown in FIG. 1, the joint body is provided with a first port 58a and a second port 58b, and a fifth tube through which the refrigerant fed from the pump 18 is circulated in the first port 58a. 48e is detachably connected via the third connector 50c. The second port 58b is connected to a sixth tube 48f for circulating the refrigerant toward the refrigerant introduction port 30a of the fuel cell stack 12.

また、前記継手ボデイ54には第3ポート58cが設けられ、前記第3ポート58cには、上流側の循環通路16から分岐してイオン交換器34に向かって冷媒を供給する第7チューブ48gが接続される。   The joint body 54 is provided with a third port 58c. The third port 58c has a seventh tube 48g that branches from the upstream circulation passage 16 and supplies the refrigerant toward the ion exchanger 34. Connected.

なお、第1継手部材36、第2継手部材37及び第1〜第7チューブ48a〜48gは、それぞれ、所定の強度及び電気的絶縁性を有しイオンが導出しにくいイオン低溶出の材料(例えば、樹脂製材料、セラミック材料等)によって形成されるとよい。また、前記第1継手部材36等が電気的絶縁性を有し、且つイオン低溶出の材料で形成されることにより、燃料電池スタック12近傍の高電圧部位における電気的絶縁性を確保することができると共に、冷媒通路を流通する冷媒自体の電気的絶縁性を確保することができる。なお、イオン低溶出とは、冷媒へイオンが放出しづらいことをいう。   Note that the first joint member 36, the second joint member 37, and the first to seventh tubes 48a to 48g each have a predetermined strength and electrical insulation and low ion elution materials (for example, ions are difficult to be derived). Resin material, ceramic material, etc.). Further, the first joint member 36 and the like have electrical insulation properties and are formed of a material with low ion elution, so that electrical insulation properties at a high voltage site near the fuel cell stack 12 can be secured. In addition, the electrical insulation of the refrigerant itself flowing through the refrigerant passage can be ensured. In addition, ion low elution means that it is hard to discharge | release ion to a refrigerant | coolant.

<各コネクタの構成>
第1継手部材36及び第2継手部材37にそれぞれ設けられる第1〜第3コネクタ50a〜50cについて以下詳細に説明する。なお、第1〜第3コネクタ50a〜50cは、それぞれ同一構成要素からなるため、説明の便宜上、第1コネクタ50aのみを詳細に説明して第2コネクタ50b及び第3コネクタ50cの説明を省略する。
<Configuration of each connector>
The first to third connectors 50a to 50c provided in the first joint member 36 and the second joint member 37, respectively, will be described in detail below. Since the first to third connectors 50a to 50c are composed of the same components, for convenience of explanation, only the first connector 50a is described in detail, and descriptions of the second connector 50b and the third connector 50c are omitted. .

図2に示されるように、第1コネクタ50aは、第1チューブ48aの端部開口に対して嵌挿される図示しない挿入部を有する雌コネクタ部62と、継手ボデイ40側に設けられ前記雌コネクタ部62に対して接続される雄コネクタ部64とから構成される。前記雌コネクタ部62の開口部の内壁面には、環状溝を介して図示しないシールリング(例えば、Oリング)が装着され、前記シールリングは、雄コネクタ部64及び雌コネクタ部62間の接続部位を気密乃至液密にシールするものである。   As shown in FIG. 2, the first connector 50a includes a female connector portion 62 having an insertion portion (not shown) that is fitted into the end opening of the first tube 48a, and the female connector provided on the joint body 40 side. And a male connector portion 64 connected to the portion 62. A seal ring (for example, an O-ring) (not shown) is attached to the inner wall surface of the opening of the female connector portion 62 via an annular groove, and the seal ring is connected between the male connector portion 64 and the female connector portion 62. The part is hermetically or liquid tightly sealed.

なお、本実施形態では、第1〜第3コネクタ50a〜50cからなる3つのコネクタ(クイックコネクタ)を用いて説明しているが、これに限定されるものではなく、例えば、図4の変形例に係る冷媒回路10aに示されるように、2つのコネクタ50d、50eを用いることが可能である。   In addition, in this embodiment, although demonstrated using three connectors (quick connector) which consist of the 1st-3rd connectors 50a-50c, it is not limited to this, For example, the modification of FIG. As shown in the refrigerant circuit 10a, two connectors 50d and 50e can be used.

この場合、変形例に係る冷媒回路10aでは、部品点数を削減してコストを低減化することができると共に、接続箇所が減少するため、メンテナンス作業をより一層簡便に遂行することができる。さらに、各ポートに対してチューブが直接接続されている部位に、前記コネクタを適宜設けるようにしてもよい。さらにまた、メンテナンスが必要な部位にのみ、前記コネクタが適宜設けられるとよい。言い換えると、メンテナンスが必要な部材を簡便に取り外すことが可能な配管部位に、前記コネクタが適宜設けられるとよい。   In this case, in the refrigerant circuit 10a according to the modified example, the number of parts can be reduced to reduce the cost, and the number of connection points can be reduced, so that the maintenance work can be performed more easily. Furthermore, the connector may be appropriately provided at a portion where the tube is directly connected to each port. Furthermore, the connector may be appropriately provided only in a portion requiring maintenance. In other words, the connector may be appropriately provided in a piping portion where a member requiring maintenance can be easily removed.

<冷媒回路中における第1継手部材及び第2継手部材の設置位置及び設置構造>
図5は、冷媒回路の概略構成平面図、図6は、前記冷媒回路の概略構成側面図である。
次に、第1継手部材36及び第2継手部材37の設置関係(配置関係)について、以下説明する。第1継手部材36は、モータユニット76を構成する第1フレーム78に設けられる。このモータユニット76は、車体前方のモータルーム内に設けられ、少なくとも、燃料電池スタック12で発生した電力によって駆動するモータ80、ポンプ18、流路切換弁22等の構成要素を含む。前記第1フレーム78は、燃料電池自動車の前記モータルームの床下部位に配置される。
<Installation Position and Installation Structure of First Joint Member and Second Joint Member in Refrigerant Circuit>
FIG. 5 is a schematic plan view of the refrigerant circuit, and FIG. 6 is a schematic side view of the refrigerant circuit.
Next, the installation relationship (arrangement relationship) between the first joint member 36 and the second joint member 37 will be described below. The first joint member 36 is provided on a first frame 78 constituting the motor unit 76. The motor unit 76 is provided in a motor room in front of the vehicle body and includes at least components such as a motor 80 driven by electric power generated in the fuel cell stack 12, a pump 18, and a flow path switching valve 22. The first frame 78 is disposed at an under floor portion of the motor room of the fuel cell vehicle.

前記モータユニット76は、図示しないボンネットの下方側でエンジン仕様の車両におけるエンジンルームに対応する部位に配設されると共に、燃料電池自動車を駆動するためのモータ80が取り付けられた場所に設けられる。また、ラジエータ14は、燃料電池自動車の図示しない車体ボデイに取り付けられるが、前記モータユニット76に装着されるようにしてもよい。   The motor unit 76 is disposed at a position corresponding to an engine room in an engine specification vehicle below a bonnet (not shown), and is provided at a place where a motor 80 for driving a fuel cell vehicle is attached. The radiator 14 is attached to a vehicle body (not shown) of the fuel cell vehicle, but may be attached to the motor unit 76.

第1コネクタ50a及び第2コネクタ50bを備えた第1継手部材36は、第1フレーム78に設けられることにより、燃料電池自動車の下方向(床下方向)で前記第1フレーム78の底面と略面一となるように配置され、冷媒回路10中において最下部に配置される。換言すると、第1継手部材36を構成する第1コネクタ50a及び第2コネクタ50bの着脱部位は、冷媒回路10中において最下部に設けられる。   The first joint member 36 including the first connector 50a and the second connector 50b is provided on the first frame 78, so that the bottom surface of the first frame 78 is substantially the same as the bottom surface of the fuel cell vehicle. It arrange | positions so that it may become one, and is arrange | positioned in the lowermost part in the refrigerant circuit 10. FIG. In other words, the attachment / detachment part of the first connector 50 a and the second connector 50 b constituting the first joint member 36 is provided in the lowermost part in the refrigerant circuit 10.

第2継手部材37は、第2フレーム86に設けられる。この場合、前記第2継手部材37は、前記第1継手部材36と同様に、第1フレーム78の底面と略面一となるように配置され、冷媒回路10中において最下部に配置される。   The second joint member 37 is provided on the second frame 86. In this case, like the first joint member 36, the second joint member 37 is disposed so as to be substantially flush with the bottom surface of the first frame 78, and is disposed at the lowermost part in the refrigerant circuit 10.

図6に示されるように、冷媒回路10の下方側には、単一のアンダカバー84が配置され、このアンダカバー84は、例えば、ボルト等の取り外し可能な部材を介して燃料電池自動車の車体ボデイの客室下部に配置された第1フレーム78及び第2フレーム86に対して着脱自在に設けられる。この場合、第1〜第3コネクタ50a〜50cは、モータユニット76と後記する燃料電池ユニット100との境界部位に配設されるため、前記アンダカバー84を取り外した開口部を通じて、第1〜第3コネクタ50a〜50cが目視可能となり、第1〜第3コネクタ50a〜50cの着脱作業性を向上させることができる。   As shown in FIG. 6, a single under cover 84 is disposed on the lower side of the refrigerant circuit 10, and this under cover 84 is, for example, a body of a fuel cell vehicle via a removable member such as a bolt. The first frame 78 and the second frame 86 arranged at the lower part of the passenger compartment of the body are detachably provided. In this case, since the first to third connectors 50a to 50c are disposed at a boundary portion between the motor unit 76 and a fuel cell unit 100 described later, the first to third connectors 50a to 50c are passed through the opening from which the under cover 84 is removed. The three connectors 50a to 50c can be visually checked, and the detachability of the first to third connectors 50a to 50c can be improved.

このように、本実施形態では、床下部のアンダカバー84を取り外した後、冷媒回路10中の最下部に配置された第1継手部材36及び第2継手部材37を操作して第1〜第3コネクタ50a〜50cの接続を解除することにより、配管チューブの切り離し作業を簡便に遂行することができ、メンテナンス性を向上させることができる。   Thus, in the present embodiment, after removing the under cover 84 at the lower part of the floor, the first joint member 36 and the second joint member 37 disposed at the lowermost part in the refrigerant circuit 10 are operated to operate the first to first parts. By releasing the connection of the three connectors 50a to 50c, it is possible to easily perform the pipe tube disconnecting operation and improve the maintainability.

また、本実施形態では、第1継手部材36及び第2継手部材37に設けられた各コネクタの着脱部位が冷媒回路10中で最下部に設けられることにより、前記各コネクタを介して配管チューブを離脱させた際、前記配管チューブ内に残存する冷媒を好適に外部に排出することができる。換言すると、冷媒回路10中で最下部に各コネクタを配置することにより、配管チューブが着脱自在に設けられた各コネクタを排出機構として利用することができる。   Moreover, in this embodiment, the attachment part of each connector provided in the 1st joint member 36 and the 2nd joint member 37 is provided in the lowest part in the refrigerant circuit 10, Therefore A piping tube is connected via each said connector. When separated, the refrigerant remaining in the piping tube can be suitably discharged to the outside. In other words, by disposing each connector at the lowermost part in the refrigerant circuit 10, each connector provided with a detachable piping tube can be used as a discharge mechanism.

さらに、本実施形態では、第1継手部材36及び第2継手部材37の継手ボデイ40に図示しないドレン孔(冷媒排出用孔部)を設け、前記ドレン孔を盲栓によって閉塞するようにしてもよい。例えば、メンテナンス時に、前記盲栓を継手ボデイ40から取り外すことにより、コネクタを介して配管チューブを離脱させることがなく、配管チューブ内の冷媒を前記ドレン孔によって外部に排出することができる。   Furthermore, in the present embodiment, a drain hole (refrigerant discharge hole) (not shown) is provided in the joint body 40 of the first joint member 36 and the second joint member 37, and the drain hole is closed by a blind plug. Good. For example, by removing the blind plug from the joint body 40 during maintenance, the refrigerant in the pipe tube can be discharged to the outside through the drain hole without removing the pipe tube via the connector.

さらにまた、本実施形態では、燃料電池自動車の客室下部内に、第2フレーム86によって支持される燃料電池スタック12やイオン交換器34等を含む燃料電池ユニット100が配設される。   Furthermore, in this embodiment, the fuel cell unit 100 including the fuel cell stack 12 supported by the second frame 86, the ion exchanger 34, and the like is disposed in the lower part of the passenger compartment of the fuel cell vehicle.

この場合、第1継手部材36及び第2継手部材37は、モータユニット76と燃料電池ユニット100との間であって、配管チューブの離脱部位である切り離し境界線上に配置される。また、前記第1継手部材36及び第2継手部材37は、モータユニット76側又は燃料電池ユニット100側のいずれか一方にまとめられて配置されていると便利である。   In this case, the first joint member 36 and the second joint member 37 are disposed between the motor unit 76 and the fuel cell unit 100 and on a separation boundary line that is a separation site of the piping tube. In addition, it is convenient that the first joint member 36 and the second joint member 37 are arranged together on either the motor unit 76 side or the fuel cell unit 100 side.

またさらに、本実施形態では、アンダカバー84を取り外した後、第1〜第3コネクタ50a〜50cから離脱した配管チューブ(第3チューブ48c、第4チューブ48d、第6チューブ48f、第7チューブ48g)を含み、第2フレーム86上に搭載された燃料電池スタック12やイオン交換器34を有する燃料電池ユニット100全体を、フレーム毎交換することができるため、交換作業の効率化を図りメンテナンス性をより一層向上させることができる。   Furthermore, in the present embodiment, after the under cover 84 is removed, the piping tubes (the third tube 48c, the fourth tube 48d, the sixth tube 48f, and the seventh tube 48g detached from the first to third connectors 50a to 50c). ), And the entire fuel cell unit 100 having the fuel cell stack 12 and the ion exchanger 34 mounted on the second frame 86 can be exchanged for each frame. This can be further improved.

<コネクタの嵌合状態判別機構>
図7(a)は、雌コネクタ部と雄コネクタ部との完全嵌合状態を示す側面図、図7(b)は、不完全嵌合状態を示す側面図である。
<Mechanism for determining connector mating state>
Fig.7 (a) is a side view which shows the perfect fitting state of a female connector part and a male connector part, FIG.7 (b) is a side view which shows an incomplete fitting state.

各コネクタを構成する雌コネクタ部62と雄コネクタ部64とが装着された場合、前記雌コネクタ部62と前記雄コネクタ部64とが同軸状に位置して完全に嵌合された状態(完全嵌合状態)となっているか、又は、前記雌コネクタ部62の軸線T2と前記雄コネクタ部64の軸線T1とが不一致で異軸状に位置して不完全に嵌合された状態(不完全嵌合状態)となっているかどうかを確認する必要がある。   When the female connector portion 62 and the male connector portion 64 constituting each connector are mounted, the female connector portion 62 and the male connector portion 64 are coaxially positioned and completely fitted (completely fitted) Or the axial line T2 of the female connector part 62 and the axial line T1 of the male connector part 64 do not coincide with each other and are located in different axes and are incompletely fitted (incompletely fitted) It is necessary to confirm whether it is in the combined state.

この場合、不完全嵌合状態を視覚的に判別するためには、コネクタの接続部位を注視する必要があり、完全嵌合状態と不完全嵌合状態とを簡便に判別することにより、シール部位における管理の簡素化が求められている。   In this case, in order to visually determine the incompletely fitted state, it is necessary to closely monitor the connection part of the connector. By simply discriminating between the completely fitted state and the incompletely fitted state, the seal part Simplification of management is required.

そこで、本実施形態では、雌コネクタ部62と雄コネクタ部64とが装着された際、完全嵌合状態と不完全嵌合状態とを視認して判別する嵌合状態判別機構が設けられる。この嵌合状態判別機構は、図2に示されるように、例えば、雄コネクタ部64の外周面に設けられるマーキング102によって構成される。   Therefore, in this embodiment, when the female connector part 62 and the male connector part 64 are attached, a fitting state determination mechanism that visually recognizes and determines a complete fitting state and an incomplete fitting state is provided. As shown in FIG. 2, the fitting state determination mechanism is configured by a marking 102 provided on the outer peripheral surface of the male connector portion 64, for example.

なお、前記マーキング102の形状は、図2中において星印形状で示しているが、これに限定されるものではなく、例えば、円形や三角形、四角形等の多角形やこれらの複合形状、又は軸方向に沿った図示しないラインや周方向に沿ったライン等の種々の形状を含む。   The shape of the marking 102 is indicated by a star shape in FIG. 2, but is not limited to this, for example, a polygon such as a circle, a triangle, or a rectangle, a composite shape thereof, or an axis Various shapes such as a line (not shown) along the direction and a line along the circumferential direction are included.

図7(a)に示されるように、完全嵌合状態では、雌コネクタ部62の軸線T2と雄コネクタ部64の軸線T1とが直線状に一致すると共に、装着部位において雄コネクタ部64の外周面に設けられたマーキング102が雌コネクタ部62によって完全に被覆され、前記マーキング102を外部から視認することができない。この結果、作業者は、外部から前記マーキング102を視認することができないことによって、コネクタが完全嵌合状態で装着されていると簡便に判別することができる。   As shown in FIG. 7A, in the fully fitted state, the axis T2 of the female connector portion 62 and the axis T1 of the male connector portion 64 coincide with each other in a straight line, and the outer periphery of the male connector portion 64 at the mounting site. The marking 102 provided on the surface is completely covered by the female connector portion 62, and the marking 102 cannot be viewed from the outside. As a result, the operator cannot easily see the marking 102 from the outside, and can easily determine that the connector is mounted in a completely fitted state.

一方、図7(b)に示されるように、不完全嵌合状態では、雌コネクタ部62の軸線T2と雄コネクタ部64の軸線T1とが不一致の異軸状態になると共に、雌コネクタ部62と雄コネクタ部64との装着部位において、前記雄コネクタ部64の外周面に設けられたマーキング102が雌コネクタ部62に被覆されることがなく外部に露呈し、作業者は、前記マーキング102を外部から容易に視認することができる。この結果、作業者は、外部から前記マーキングを視認することによって、コネクタが不完全嵌合状態で装着されていると簡便に判別することができる。   On the other hand, as shown in FIG. 7B, in the incompletely fitted state, the axis T2 of the female connector 62 and the axis T1 of the male connector 64 are in a different axial state, and the female connector 62 The marking 102 provided on the outer peripheral surface of the male connector portion 64 is exposed to the outside without being covered with the female connector portion 62, and the operator removes the marking 102. It can be easily visually recognized from the outside. As a result, the operator can easily determine that the connector is mounted in an incompletely fitted state by visually recognizing the marking from the outside.

このように、本実施形態では、各コネクタを介してチューブ同士を配管接続した場合の嵌合状態をマーキング102によって容易に確認して、シール部管理の簡素化を達成することができる。   As described above, in this embodiment, it is possible to easily confirm the fitting state when the tubes are connected to each other via the connectors by the marking 102, and to simplify the management of the seal portion.

本発明の実施形態に係る燃料電池システムの配管構造が適用された冷媒回路の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the refrigerant circuit to which the piping structure of the fuel cell system which concerns on embodiment of this invention was applied. コネクタを構成する雄コネクタ部と雌コネクタ部とが離脱した状態を示す第1継手部材の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the 1st coupling member which shows the state which the male connector part and female connector part which comprise a connector removed. 前記第1継手部材の変形例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the modification of the said 1st coupling member. 変形例に係る冷媒回路の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the refrigerant circuit which concerns on a modification. 図1に示される冷媒回路の概略構成平面図である。FIG. 2 is a schematic configuration plan view of the refrigerant circuit shown in FIG. 1. 図1に示される冷媒回路の概略構成側面図である。It is a schematic structure side view of the refrigerant circuit shown by FIG. (a)は、雌コネクタ部と雄コネクタ部との完全嵌合状態を示す側面図、(b)は、不完全嵌合状態を示す側面図である。(A) is a side view which shows the complete fitting state of a female connector part and a male connector part, (b) is a side view which shows an incomplete fitting state.

符号の説明Explanation of symbols

10、10a 冷媒回路
12 燃料電池スタック
14 ラジエータ
18 ポンプ
22 流路切換弁(切換弁)
34 イオン交換器
36 第1継手部材
37 第2継手部材
40、40a 継手ボデイ
46a〜46d ポート
48a〜48g チューブ
50a〜50c、50 コネクタ
58a〜58c ポート
62 雌コネクタ部
64 雄コネクタ部
76 モータユニット
84 アンダカバー
78、86 フレーム
100 燃料電池ユニット
102 マーキング(嵌合状態判別機構)
10, 10a Refrigerant circuit 12 Fuel cell stack 14 Radiator 18 Pump 22 Flow path switching valve (switching valve)
34 Ion exchanger 36 First joint member 37 Second joint member 40, 40a Joint body 46a-46d Port 48a-48g Tube 50a-50c, 50 Connector 58a-58c Port 62 Female connector part 64 Male connector part 76 Motor unit 84 Under Cover 78, 86 Frame 100 Fuel cell unit 102 Marking (fitting state discrimination mechanism)

Claims (10)

燃料電池スタックと、
冷媒を冷却する冷却器として機能するラジエータと、
前記冷媒を循環させるポンプと、
前記冷媒が流通する通路を切り換える切換弁と、
前記冷媒のイオン交換を行うイオン交換器と、
複数の配管から構成される冷媒通路と、
を有し、車両に搭載にされる燃料電池システムの冷媒回路に用いられる配管接続構造であって、
前記冷媒通路の分岐部に設けられ、前記冷媒通路を着脱自在に接続する第1継手部材及び第2継手部材と、
前記車両の床下部位であって、前記車両の第2フレームに配設される前記燃料電池スタック及び前記イオン交換器を含む燃料電池ユニットと、
前記切換弁及び前記ポンプを含むモータユニットと、
を備え、
前記第1継手部材は、
前記ラジエータとの接続配管である第1チューブが接続される第1ポートと、
前記ラジエータをバイパスするバイパス通路として用いられ前記ポンプに連通する第2チューブが接続される第2ポートと、
前記燃料電池スタックとの接続配管である第3チューブが接続される第3ポートと、
を有し、
前記第2継手部材は、
前記ポンプとの接続配管である第5チューブが接続される第1ポートと、
前記燃料電池スタックとの接続配管である第6チューブが接続される第2ポートと、
前記イオン交換器との接続配管である第7チューブが接続される第3ポートと、
を有し、
前記第1継手部材及び前記第2継手部材は、前記車両のモータルームの床下部位に配置される第1フレームの底面と略面一となるように設けられると共に、前記燃料電池ユニットと前記モータユニットとの境界部位に配置されることを特徴とする燃料電池システムの配管接続構造。
A fuel cell stack;
A radiator that functions as a cooler for cooling the refrigerant;
A pump for circulating the refrigerant;
A switching valve for switching a passage through which the refrigerant flows;
An ion exchanger that performs ion exchange of the refrigerant;
A refrigerant passage composed of a plurality of pipes;
A pipe connection structure used in a refrigerant circuit of a fuel cell system mounted on a vehicle,
A first joint member and a second joint member, which are provided at a branch portion of the refrigerant passage and detachably connect the refrigerant passage;
A fuel cell unit that is an underfloor part of the vehicle and includes the fuel cell stack and the ion exchanger disposed in a second frame of the vehicle;
A motor unit including the switching valve and the pump;
With
The first joint member is
A first port to which a first tube, which is a connecting pipe to the radiator, is connected;
A second port connected to a second tube used as a bypass passage for bypassing the radiator and communicating with the pump;
A third port to which a third tube that is a connection pipe to the fuel cell stack is connected;
Have
The second joint member is
A first port to which a fifth tube that is a connection pipe with the pump is connected;
A second port to which a sixth tube that is a connection pipe to the fuel cell stack is connected;
A third port to which a seventh tube which is a connection pipe to the ion exchanger is connected;
Have
The first joint member and the second joint member are provided so as to be substantially flush with a bottom surface of a first frame disposed in a lower floor portion of a motor room of the vehicle, and the fuel cell unit and the motor unit A fuel cell system pipe connection structure, wherein the pipe connection structure is arranged at a boundary portion between
請求項記載の燃料電池システムの配管接続構造において、
前記第1継手部材及び前記第2継手部材は、前記モータユニット又は前記燃料電池ユニットのいずれか一方にまとめて配置されることを特徴とする燃料電池システムの配管接続構造。
In the fuel cell system pipe connection structure according to claim 1 ,
The pipe connection structure of a fuel cell system, wherein the first joint member and the second joint member are arranged together in either the motor unit or the fuel cell unit.
請求項1又は請求項2記載の燃料電池システムの配管接続構造において、
前記冷媒回路の下方側には、前記第1フレーム及び前記第2フレームに対して着脱自在なアンダカバーが設けられ
前記第1継手部材及び前記第2継手部材は、前記アンダカバーを取り外した開口部を通じて目視可能な位置に取り付けられることを特徴とする燃料電池システムの配管接続構造。
In the pipe connection structure of the fuel cell system according to claim 1 or 2 ,
Under the refrigerant circuit, an under cover detachably attached to the first frame and the second frame is provided ,
It said first coupling member and the second coupling member, the pipe connecting structure of a fuel cell system characterized mounted Rukoto the visible position through the opening for removal of the under cover.
請求項1から請求項3のいずれか1項記載の燃料電池システムの配管接続構造において、
前記冷媒回路を構成し前記第1継手部材に接続される前記第1〜第3チューブ及び前記第2継手部材に接続される前記第5〜第7チューブは、端部開口に対して嵌挿される雌コネクタを有し、
前記第1継手部材及び前記第2継手部材は、端部開口に前記雌コネクタと着脱自在に接続される雄コネクタを有することを特徴とする燃料電池システムの配管接続構造。
In the piping connection structure of the fuel cell system according to any one of claims 1 to 3,
The first to third tubes that constitute the refrigerant circuit and are connected to the first joint member and the fifth to seventh tubes connected to the second joint member are inserted into end openings. Have a female connector,
It said first coupling member and the second coupling member, the pipe connecting structure of a fuel cell system characterized Rukoto that having a male connector which is the detachably connected female connector and the end opening.
請求項1から請求項4のいずれか1項記載の燃料電池システムの配管接続構造において、
前記第1継手部材及び前記第2継手部材は、樹脂製材料によって形成されることを特徴とする燃料電池システムの配管接続構造。
In the fuel cell system pipe connection structure according to any one of claims 1 to 4 ,
The pipe connection structure of a fuel cell system, wherein the first joint member and the second joint member are formed of a resin material.
請求項1から請求項5のいずれか1項記載の燃料電池システムの配管接続構造において、
前記第1継手部材及び前記第2継手部材は、電気的絶縁性を有し、且つイオン低溶出の材料で形成されることを特徴とする燃料電池システムの配管接続構造。
In the fuel cell system pipe connection structure according to any one of claims 1 to 5 ,
The fuel cell system pipe connection structure, wherein the first joint member and the second joint member are formed of a material having electrical insulation and low ion elution.
請求項から請求項のいずれか1項記載の燃料電池システムの配管接続構造において、
前記第1継手部材の前記第3ポートは、前記第1ポートと前記第2ポートとを結ぶ仮想直線に対して非直交し、且つ所定角度傾斜して設けられることで、前記第2ポートと前記第3ポートとを連通する流路が、前記第1ポートと前記第3ポートとを連通する流路よりも前記冷媒の圧力損失が大きくなるように設定されることを特徴とする燃料電池システムの配管接続構造。
In the fuel cell system pipe connection structure according to any one of claims 1 to 6 ,
Said third port of said first coupling member is non-orthogonal to the virtual straight line connecting said first port with said second port, and in Rukoto provided inclined at a predetermined angle, and the second port fuel cell system flow path for communicating the third port is set to the first port and the third port so that the pressure loss of the refrigerant than the flow path communicating with increases and wherein Rukoto Piping connection structure.
請求項1から請求項7のいずれか1項記載の燃料電池システムの配管接続構造において、
前記第1継手部材は、前記イオン交換器との接続配管である第4チューブが接続される第4ポートをさらに有し、
前記第4ポートは雄コネクタを有し、前記第4チューブが着脱自在に接続されることを特徴とする燃料電池システムの配管接続構造。
In the fuel cell system pipe connection structure according to any one of claims 1 to 7 ,
It said first coupling member further includes a fourth port fourth tube is connected pipes of the ion exchanger is connected,
The fuel cell system pipe connection structure, wherein the fourth port has a male connector, and the fourth tube is detachably connected.
請求項から請求項のいずれか1項記載の燃料電池システムの配管接続構造において、
前記第1継手部材及び前記第2継手部材には、冷媒排出用孔部が設けられることを特徴とする燃料電池システムの配管接続構造。
In the fuel cell system pipe connection structure according to any one of claims 1 to 8 ,
A pipe connection structure for a fuel cell system, wherein the first joint member and the second joint member are provided with a coolant discharge hole.
請求項4から請求項9のいずれか1項記載の燃料電池システムの配管接続構造において、
前記雌コネクタ及び前記雄コネクタの着脱自在な接続部には、前記接続部が完全嵌合状態又は不完全嵌合状態のいずれの状態にあるかを判別する嵌合状態判別機構が設けられることを特徴とする燃料電池システムの配管接続構造。
In the pipe connection structure of the fuel cell system according to any one of claims 4 to 9 ,
The detachable connection part of the female connector and the male connector is provided with a fitting state determination mechanism for determining whether the connection part is in a completely fitted state or an incompletely fitted state. A fuel cell system piping connection structure.
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