JP6090996B2 - Fuel cell stack - Google Patents

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Description

本発明は、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池を備え、複数の前記燃料電池が積層されるとともに、積層方向の両端にエンドプレートが配設される燃料電池スタックに関する。   The present invention relates to a fuel cell stack including a fuel cell that generates electric power by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas, wherein a plurality of the fuel cells are stacked and end plates are disposed at both ends in the stacking direction. .

例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の一方側にアノード電極が、前記電解質膜の他方側にカソード電極が、それぞれ配設された電解質膜・電極構造体(MEA)を備えている。このMEAがセパレータによって挟持されることにより、発電セルが構成されている。この燃料電池は、通常、所定の数の発電セルを積層することにより、例えば、車載用燃料電池スタックとして使用されている。   For example, in a polymer electrolyte fuel cell, an electrolyte membrane / electrode structure in which an anode electrode is disposed on one side of an electrolyte membrane made of a polymer ion exchange membrane and a cathode electrode is disposed on the other side of the electrolyte membrane ( MEA). The MEA is sandwiched between separators to constitute a power generation cell. This fuel cell is usually used as, for example, an in-vehicle fuel cell stack by stacking a predetermined number of power generation cells.

この燃料電池スタックでは、特に車載用として使用される際、揺れや振動の他、外部荷重が付与され易い。従って、燃料電池スタックを車両に対して強固に固定する必要がある。このため、例えば、特許文献1に開示されている車載用燃料電池スタックが知られている。   In this fuel cell stack, in particular, when used for in-vehicle use, an external load is easily applied in addition to shaking and vibration. Therefore, it is necessary to firmly fix the fuel cell stack to the vehicle. For this reason, for example, a vehicle-mounted fuel cell stack disclosed in Patent Document 1 is known.

この燃料電池スタックでは、前記燃料電池スタックを車両に搭載するためのマウント構造を備えている。マウント構造は、燃料電池スタックの積層方向一端側に配設される一方のエンドプレートに設けられ、ラバーマウントを介して前記一方のエンドプレート側を車両に保持する固定支持手段を備えている。マウント構造は、燃料電池スタックの積層方向他端側に配設される他方のエンドプレートに設けられ、ラバーマウントを介して前記他方のエンドプレート側を車両に対して前記積層方向に移動可能に保持する可動支持手段を備えている。   The fuel cell stack includes a mount structure for mounting the fuel cell stack on a vehicle. The mount structure is provided on one end plate disposed on one end side in the stacking direction of the fuel cell stack, and includes a fixing support means for holding the one end plate side on the vehicle via a rubber mount. The mount structure is provided on the other end plate disposed on the other end side in the stacking direction of the fuel cell stack, and the other end plate side is held movably in the stacking direction with respect to the vehicle via a rubber mount. Movable support means is provided.

特開2001−143742号公報JP 2001-143742 A

ところで、上記の特許文献1では、固定支持手段が一方のエンドプレートの外方に突出して設けられるとともに、可動支持手段が他方のエンドプレートの外方に突出して設けられている。このため、燃料電池スタックの設置部位(例えば、車両内)にマウント部材である固定支持手段及び可動支持手段を設けるためのスペースが必要になる。従って、燃料電池スタックの設置スペースが拡大するおそれがある。
By the way, in the above-mentioned Patent Document 1, the fixed support means is provided protruding outward from one end plate, and the movable support means is provided protruding outward from the other end plate. For this reason, a space for providing the fixed support means and the movable support means as the mount members at the installation site (for example, in the vehicle) of the fuel cell stack is required. Accordingly, the installation space for the fuel cell stack may be increased.

本発明は、この種の問題を解決するものであり、コンパクト且つ簡単な構成で、燃料電池スタックを所望の設置部位に確実に設置させることが可能な燃料電池スタックを提供することを目的とする。   The present invention solves this type of problem, and an object thereof is to provide a fuel cell stack capable of reliably installing a fuel cell stack at a desired installation site with a compact and simple configuration. .

本発明は、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池を備え、複数の前記燃料電池が積層されるとともに、積層方向の両端にエンドプレートが配設される燃料電池スタックに関するものである。   The present invention relates to a fuel cell stack including a fuel cell that generates electric power by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas, wherein a plurality of the fuel cells are stacked and end plates are disposed at both ends in the stacking direction. Is.

この燃料電池スタックは、燃料電池スタックを設置部位に装着するためのマウント構造を備えている。マウント構造は、一対のエンドプレートの底部間に設けられる2枚の重ねたプレートと、前記2枚のプレート間に介装される板部材とを備え、前記板部材には、燃料電池スタックを設置部位に固定するための締結部が設けられている。   This fuel cell stack includes a mount structure for mounting the fuel cell stack on an installation site. The mount structure includes two stacked plates provided between the bottoms of a pair of end plates, and a plate member interposed between the two plates, and a fuel cell stack is installed on the plate member A fastening portion for fixing to the site is provided.

また、この燃料電池スタックでは、エンドプレートは、矩形状を有し、板部材は、各エンドプレートの一辺に配置される第1板部材と、各エンドプレートの前記一辺の対辺に配置される第2板部材と、を備えることが好ましい。
Further, in this fuel cell stack, end plates has a rectangular shape, the plate member has first a first plate member disposed on one side of each end plate is positioned opposite side of the one side of each end plate And a two-plate member.

さらに、この燃料電池スタックでは、第1板部材には、1つ又は2つの締結部が設けられるとともに、第2板部材には、2つの前記締結部が設けられることが好ましい。   Furthermore, in this fuel cell stack, it is preferable that one or two fastening portions are provided on the first plate member, and two fastening portions are provided on the second plate member.

さらにまた、この燃料電池スタックでは、締結部は、弾性体を有する連結部材を介して設置部位に固定されることが好ましい。   Furthermore, in this fuel cell stack, the fastening portion is preferably fixed to the installation site via a connecting member having an elastic body.

また、この燃料電池スタックでは、設置部位は、燃料電池搭載車両を構成する車両側フレームであることが好ましい。   In this fuel cell stack, the installation site is preferably a vehicle-side frame that constitutes a fuel cell vehicle.

本発明によれば、マウント構造は、一対のエンドプレートの底部間に2枚の重ねたプレートを設けるとともに、前記2枚のプレート間には、締結部が設けられた板部材が介装されている。このため、マウント構造は、コンパクト化されるとともに、構成が容易に簡素化される。従って、コンパクト且つ簡単な構成で、燃料電池スタックを所望の設置部位に確実に設置させることが可能になる。   According to the present invention, the mount structure is provided with two stacked plates between the bottom portions of the pair of end plates, and a plate member provided with a fastening portion is interposed between the two plates. Yes. For this reason, the mount structure is made compact and the configuration is easily simplified. Accordingly, the fuel cell stack can be reliably installed at a desired installation site with a compact and simple configuration.

本発明の第1の実施形態に係る燃料電池スタックが搭載された燃料電池電気自動車の概略平面説明図である。1 is a schematic plan view of a fuel cell electric vehicle equipped with a fuel cell stack according to a first embodiment of the present invention. 前記燃料電池スタックの概略斜視説明図である。It is a schematic perspective view of the fuel cell stack. 前記燃料電池スタックの一部分解斜視説明図である。It is a partially exploded perspective view of the fuel cell stack. 前記燃料電池スタックを構成する燃料電池の要部分解斜視説明図である。It is a principal part disassembled perspective explanatory drawing of the fuel cell which comprises the said fuel cell stack. 前記燃料電池スタックを構成するケーシングの、図2中、V−V線断面説明図である。FIG. 5 is a cross-sectional explanatory view taken along a line VV in FIG. 2 of a casing constituting the fuel cell stack. 前記ケーシングを構成する上方サイドパネルの分解斜視説明図である。It is a disassembled perspective explanatory drawing of the upper side panel which comprises the said casing. 前記ケーシングを構成する下方サイドパネルの分解斜視説明図である。It is a disassembled perspective explanatory drawing of the lower side panel which comprises the said casing. 前記下方サイドパネルの、図7中、VIII−VIII線断面説明図である。FIG. 8 is a sectional view of the lower side panel taken along line VIII-VIII in FIG. 7. マウント構造と前記ケーシングとの一部断面斜視説明図である。It is a partial cross section perspective explanatory view of a mount structure and the casing. 図9の側面説明図である。It is side surface explanatory drawing of FIG. 本発明の第2の実施形態に係る燃料電池スタックの概略斜視説明図である。FIG. 5 is a schematic perspective explanatory view of a fuel cell stack according to a second embodiment of the present invention. ケーシングを構成する下方サイドパネルの分解斜視説明図である。It is a disassembled perspective explanatory drawing of the lower side panel which comprises a casing. 前記ケーシングとマウント構造との側面説明図である。It is side surface explanatory drawing of the said casing and mount structure. 本発明の第3の実施形態に係る燃料電池スタックの概略斜視説明図である。It is a schematic perspective view of a fuel cell stack according to a third embodiment of the present invention. ケーシングを構成する下方サイドパネルの分解斜視説明図である。It is a disassembled perspective explanatory drawing of the lower side panel which comprises a casing.

図1に示すように、本発明の第1の実施形態に係る燃料電池スタック10は、例えば、燃料電池電気自動車(燃料電池車両)12のフロントボックス(所謂、モータルーム)12fに収容される。燃料電池スタック10は、燃料電池14と、積層された複数の前記燃料電池14を収容するケーシング16とを備える(図1〜図3参照)。図2に示すように、ケーシング16は、マウント構造18を介して燃料電池電気自動車12を構成する車体フレーム(設置部位)12Sに搭載される。なお、燃料電池スタック10の収容場所は、フロントボックス12fに限定されるものではなく、例えば、車両中央部床下や後部トランク近傍であってもよい。   As shown in FIG. 1, the fuel cell stack 10 according to the first embodiment of the present invention is accommodated in a front box (so-called motor room) 12f of a fuel cell electric vehicle (fuel cell vehicle) 12, for example. The fuel cell stack 10 includes a fuel cell 14 and a casing 16 that houses the plurality of stacked fuel cells 14 (see FIGS. 1 to 3). As shown in FIG. 2, the casing 16 is mounted on a vehicle body frame (installation site) 12 </ b> S constituting the fuel cell electric vehicle 12 via a mount structure 18. In addition, the accommodation place of the fuel cell stack 10 is not limited to the front box 12f, and may be, for example, the vehicle center part under the floor or the vicinity of the rear trunk.

燃料電池14は、図3に示すように、立位姿勢で燃料電池電気自動車12の車長方向(車両進行方向)(矢印A方向)に交差する車幅方向(矢印B方向)に積層される。燃料電池14の積層方向一端には、第1ターミナルプレート20a、第1絶縁プレート22a及び第1エンドプレート24aが、外方に向かって順次配設される。燃料電池14の積層方向他端には、第2ターミナルプレート20b、第2絶縁プレート22b及び第2エンドプレート24bが、外方に向かって順次配設される。   As shown in FIG. 3, the fuel cell 14 is stacked in the vehicle width direction (arrow B direction) intersecting the vehicle length direction (vehicle traveling direction) (arrow A direction) of the fuel cell electric vehicle 12 in the standing position. . At one end in the stacking direction of the fuel cell 14, a first terminal plate 20a, a first insulating plate 22a, and a first end plate 24a are sequentially arranged outward. At the other end of the fuel cell 14 in the stacking direction, a second terminal plate 20b, a second insulating plate 22b, and a second end plate 24b are sequentially disposed outward.

横長形状(長方形状)の第1エンドプレート24aの略中央部(中央部から偏心していてもよい)からは、第1ターミナルプレート20aに接続された第1電力出力端子26aが外方に向かって延在する。横長形状(長方形状)の第2エンドプレート24bの略中央部からは、第2ターミナルプレート20bに接続された第2電力出力端子26bが外方に向かって延在する。   The first power output terminal 26a connected to the first terminal plate 20a faces outward from a substantially central portion (which may be eccentric from the central portion) of the horizontally long (rectangular) first end plate 24a. Extend. A second power output terminal 26b connected to the second terminal plate 20b extends outward from a substantially central portion of the horizontally long (rectangular) second end plate 24b.

第1エンドプレート24aと第2エンドプレート24bの各辺間には、それぞれ各辺の中央位置に対応して一定の長さを有する連結バー28が配置される。連結バー28の両端は、ねじ30により固定され、複数の積層された燃料電池14に積層方向(矢印B方向)の締め付け荷重を付与する。   Between each side of the first end plate 24a and the second end plate 24b, a connecting bar 28 having a certain length corresponding to the center position of each side is arranged. Both ends of the connecting bar 28 are fixed by screws 30 to apply a tightening load in the stacking direction (arrow B direction) to the plurality of stacked fuel cells 14.

図4に示すように、燃料電池14は、電解質膜・電極構造体32と、前記電解質膜・電極構造体32を挟持するカソード側セパレータ34及びアノード側セパレータ36とを備える。   As shown in FIG. 4, the fuel cell 14 includes an electrolyte membrane / electrode structure 32, and a cathode separator 34 and an anode separator 36 that sandwich the electrolyte membrane / electrode structure 32.

カソード側セパレータ34及びアノード側セパレータ36は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属板により構成される。カソード側セパレータ34及びアノード側セパレータ36は、平面が矩形状を有するとともに、金属製薄板を波形状にプレス加工することにより、断面凹凸形状に成形される。なお、カソード側セパレータ34及びアノード側セパレータ36は、金属セパレータに代えて、例えば、カーボンセパレータを使用してもよい。   The cathode-side separator 34 and the anode-side separator 36 are made of, for example, a steel plate, a stainless steel plate, an aluminum plate, a plated steel plate, or a metal plate that has been subjected to a corrosion-proof surface treatment. The cathode-side separator 34 and the anode-side separator 36 have a rectangular planar shape, and are formed into a concavo-convex shape by pressing a metal thin plate into a wave shape. For example, a carbon separator may be used for the cathode side separator 34 and the anode side separator 36 instead of the metal separator.

カソード側セパレータ34及びアノード側セパレータ36は、横長形状を有するとともに、長辺が水平方向(矢印A方向)に延在し且つ短辺が重力方向(矢印C方向)に延在する。なお、短辺が水平方向に延在し且つ長辺が重力方向に延在するように配置してもよい。   The cathode side separator 34 and the anode side separator 36 have a horizontally long shape, the long side extends in the horizontal direction (arrow A direction), and the short side extends in the gravity direction (arrow C direction). In addition, you may arrange | position so that a short side may extend in a horizontal direction and a long side may extend in a gravitational direction.

燃料電池14の長辺方向(矢印A方向)の一端縁部には、矢印B方向に互いに連通して、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給するための酸化剤ガス供給連通孔38aと、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを供給するための燃料ガス供給連通孔40aとが設けられる。   An oxidant gas supply communication hole 38a for supplying an oxidant gas, for example, an oxygen-containing gas, communicates with each other in the arrow B direction at one end edge of the long side direction (arrow A direction) of the fuel cell 14. A fuel gas supply communication hole 40a for supplying a fuel gas, for example, a hydrogen-containing gas, is provided.

燃料電池14の長辺方向の他端縁部には、矢印B方向に互いに連通して、燃料ガスを排出するための燃料ガス排出連通孔40bと、酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス排出連通孔38bとが設けられる。   The other end edge in the long side direction of the fuel cell 14 communicates with each other in the direction of arrow B, and a fuel gas discharge communication hole 40b for discharging the fuel gas, and an oxidant gas for discharging the oxidant gas. A discharge communication hole 38b is provided.

燃料電池14の短辺方向(矢印C方向)の両端縁部一方側には、すなわち、酸化剤ガス供給連通孔38a及び燃料ガス供給連通孔40a側には、矢印B方向に互いに連通して、冷却媒体を供給するための2つの冷却媒体供給連通孔42aが、対向する辺に設けられる。燃料電池14の短辺方向の両端縁部他方側には、すなわち、燃料ガス排出連通孔40b及び酸化剤ガス排出連通孔38b側には、矢印B方向に互いに連通して、冷却媒体を排出するための2つの冷却媒体排出連通孔42bが、対向する辺に設けられる。   The fuel cell 14 is in communication with each other in the direction of arrow B on one side of both ends in the short side direction (arrow C direction), that is, on the side of the oxidant gas supply communication hole 38a and the fuel gas supply communication hole 40a. Two cooling medium supply communication holes 42a for supplying the cooling medium are provided on opposite sides. The cooling medium is discharged by communicating with each other in the direction of arrow B on the other side of both ends in the short side direction of the fuel cell 14, that is, on the fuel gas discharge communication hole 40b and the oxidant gas discharge communication hole 38b side. Two cooling medium discharge communication holes 42b are provided on opposite sides.

電解質膜・電極構造体32は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜44と、前記固体高分子電解質膜44を挟持するカソード電極46及びアノード電極48とを備える。   The electrolyte membrane / electrode structure 32 includes, for example, a solid polymer electrolyte membrane 44 in which a perfluorosulfonic acid thin film is impregnated with water, and a cathode electrode 46 and an anode electrode 48 that sandwich the solid polymer electrolyte membrane 44. Prepare.

カソード電極46及びアノード電極48は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層(図示せず)と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が前記ガス拡散層の表面に一様に塗布されて形成される電極触媒層(図示せず)とを有する。電極触媒層は、例えば、固体高分子電解質膜44の両面に形成される。   The cathode electrode 46 and the anode electrode 48 are formed by uniformly applying a gas diffusion layer (not shown) made of carbon paper or the like and porous carbon particles carrying a platinum alloy on the surface thereof to the surface of the gas diffusion layer. And an electrode catalyst layer (not shown) to be formed. The electrode catalyst layer is formed on both surfaces of the solid polymer electrolyte membrane 44, for example.

カソード側セパレータ34の電解質膜・電極構造体32に向かう面34aには、酸化剤ガス供給連通孔38aと酸化剤ガス排出連通孔38bとを連通する酸化剤ガス流路50が形成される。酸化剤ガス流路50は、矢印A方向に延在する複数本の波状流路溝(又は直線状流路溝)により形成される。   An oxidant gas flow path 50 that connects the oxidant gas supply communication hole 38a and the oxidant gas discharge communication hole 38b is formed on the surface 34a of the cathode separator 34 facing the electrolyte membrane / electrode structure 32. The oxidant gas channel 50 is formed by a plurality of wavy channel grooves (or straight channel grooves) extending in the direction of arrow A.

アノード側セパレータ36の電解質膜・電極構造体32に向かう面36aには、燃料ガス供給連通孔40aと燃料ガス排出連通孔40bとを連通する燃料ガス流路52が形成される。燃料ガス流路52は、矢印A方向に延在する複数本の波状流路溝(又は直線状流路溝)により形成される。   A fuel gas flow path 52 that connects the fuel gas supply communication hole 40a and the fuel gas discharge communication hole 40b is formed on the surface 36a of the anode separator 36 facing the electrolyte membrane / electrode structure 32. The fuel gas channel 52 is formed by a plurality of wave-like channel grooves (or straight channel grooves) extending in the direction of arrow A.

アノード側セパレータ36の面36bと隣接するカソード側セパレータ34の面34bとの間には、冷却媒体供給連通孔42a、42aと冷却媒体排出連通孔42b、42bとに連通する冷却媒体流路54が形成される。この冷却媒体流路54は、電解質膜・電極構造体32の電極範囲にわたって冷却媒体を流通させる。   Between the surface 36b of the anode side separator 36 and the surface 34b of the adjacent cathode side separator 34, there is a cooling medium flow channel 54 communicating with the cooling medium supply communication holes 42a, 42a and the cooling medium discharge communication holes 42b, 42b. It is formed. The cooling medium flow channel 54 circulates the cooling medium over the electrode range of the electrolyte membrane / electrode structure 32.

カソード側セパレータ34の面34a、34bには、このカソード側セパレータ34の外周端縁部を周回して第1シール部材56が一体成形される。アノード側セパレータ36の面36a、36bには、このアノード側セパレータ36の外周端縁部を周回して第2シール部材58が一体成形される。   A first seal member 56 is integrally formed on the surfaces 34 a and 34 b of the cathode side separator 34 around the outer peripheral edge of the cathode side separator 34. A second seal member 58 is integrally formed on the surfaces 36 a and 36 b of the anode side separator 36 around the outer peripheral edge of the anode side separator 36.

第1シール部材56及び第2シール部材58としては、例えば、EPDM、NBR、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材等の弾性を有するシール部材が用いられる。   As the first seal member 56 and the second seal member 58, for example, EPDM, NBR, fluorine rubber, silicone rubber, fluorosilicone rubber, butyl rubber, natural rubber, styrene rubber, chloroprene or acrylic rubber or the like, cushion material Alternatively, an elastic seal member such as a packing material is used.

図3に示すように、第1エンドプレート24aには、酸化剤ガス供給連通孔38a、酸化剤ガス排出連通孔38b、燃料ガス供給連通孔40a及び燃料ガス排出連通孔40bに連通する酸化剤ガス供給マニホールド60a、酸化剤ガス排出マニホールド60b、燃料ガス供給マニホールド62a及び燃料ガス排出マニホールド62bが取り付けられる。   As shown in FIG. 3, the oxidant gas communicating with the oxidant gas supply communication hole 38a, the oxidant gas discharge communication hole 38b, the fuel gas supply communication hole 40a, and the fuel gas discharge communication hole 40b is connected to the first end plate 24a. A supply manifold 60a, an oxidant gas discharge manifold 60b, a fuel gas supply manifold 62a, and a fuel gas discharge manifold 62b are attached.

第2エンドプレート24bには、図1に示すように、一対の冷却媒体供給連通孔42a及び一対の冷却媒体排出連通孔42bに連通する冷却媒体供給マニホールド64a及び冷却媒体排出マニホールド64bが取り付けられる。   As shown in FIG. 1, a cooling medium supply manifold 64a and a cooling medium discharge manifold 64b communicating with the pair of cooling medium supply communication holes 42a and the pair of cooling medium discharge communication holes 42b are attached to the second end plate 24b.

ケーシング16は、車幅方向(矢印B方向)両端の2辺(面)が第1エンドプレート24a及び第2エンドプレート24bにより構成される。図3及び図5に示すように、ケーシング16の車長方向(矢印A方向)両端の2辺(面)は、前方サイドパネル66及び後方サイドパネル68により構成される。ケーシング16の車高方向(矢印C方向)両端の2辺(面)は、上方サイドパネル70及び下方サイドパネル72により構成される。   The casing 16 includes a first end plate 24a and a second end plate 24b at two sides (surfaces) at both ends in the vehicle width direction (arrow B direction). As shown in FIGS. 3 and 5, two sides (surfaces) at both ends in the vehicle length direction (arrow A direction) of the casing 16 are constituted by a front side panel 66 and a rear side panel 68. Two sides (surfaces) at both ends in the vehicle height direction (arrow C direction) of the casing 16 are constituted by an upper side panel 70 and a lower side panel 72.

前方サイドパネル66及び後方サイドパネル68は、例えば、押し出し成形や鋳造、又は機械加工等により形成される。前方サイドパネル66は、鉛直方向に配置される横長プレート形状を有し、ケーシング16の内方に膨出する内側膨出部66a、66bが上下に形成される。内側膨出部66a、66bは、外部からの荷重(前方からの荷重)を上方サイドパネル70及び下方サイドパネル72に伝える機能を有する。上方サイドパネル70及び下方サイドパネル72は、上方及び下方からの荷重に対して燃料電池スタック10を保護する機能を有する。   The front side panel 66 and the rear side panel 68 are formed by, for example, extrusion molding, casting, machining, or the like. The front side panel 66 has a horizontally long plate shape arranged in the vertical direction, and has inner bulging portions 66 a and 66 b that bulge inward of the casing 16. The inner bulging portions 66 a and 66 b have a function of transmitting a load from the outside (a load from the front) to the upper side panel 70 and the lower side panel 72. The upper side panel 70 and the lower side panel 72 have a function of protecting the fuel cell stack 10 against loads from above and below.

後方サイドパネル68は、鉛直方向に配置される横長プレート形状を有し、ケーシング16の内方に膨出する内側膨出部68a、68bが上下に形成される。なお、前方サイドパネル66及び後方サイドパネル68は、後述する上方サイドパネル70と同様に、一対のプレス板と前記プレス板間に配置される平板部材とにより構成してもよい。   The rear side panel 68 has a horizontally long plate shape arranged in the vertical direction, and is formed with inner bulging portions 68 a and 68 b bulging inward of the casing 16. In addition, you may comprise the front side panel 66 and the back side panel 68 by a flat plate member arrange | positioned between a pair of press plates similarly to the upper side panel 70 mentioned later.

上方サイドパネル70は、図5及び図6に示すように、互いに接合される一対のプレス板(プレス成形板)である外側プレート74と内側プレート76とを備える。外側プレート74及び内側プレート76は、表面が凹凸状にプレス成形された金属製薄板で構成される。外側プレート74及び内側プレート76間には、積層方向(矢印B方向)に沿って延在するプレート両端部(矢印A方向の両端部)に対応して平板部材78a、78bが介装される。   As shown in FIGS. 5 and 6, the upper side panel 70 includes an outer plate 74 and an inner plate 76 that are a pair of press plates (press-formed plates) that are joined to each other. The outer plate 74 and the inner plate 76 are formed of metal thin plates whose surfaces are press-molded in an uneven shape. Flat plate members 78a and 78b are interposed between the outer plate 74 and the inner plate 76 corresponding to both ends of the plate (both ends in the direction of arrow A) extending along the stacking direction (arrow B direction).

外側プレート74は、ケーシング16の上面を構成し、薄板状を有する。外側プレート74の表面には、対角位置を挟んで(又は対角位置と対辺位置とを結んで)リブ部80a、80bが設けられる。リブ部80a、80bの表面位置は、外側プレート74の他の表面位置とは厚さ方向に異なる、すなわち、高さ方向に高い位置(上方に膨出する位置)に設定される。   The outer plate 74 constitutes the upper surface of the casing 16 and has a thin plate shape. On the surface of the outer plate 74, rib portions 80a and 80b are provided with the diagonal position interposed therebetween (or connecting the diagonal position and the opposite side position). The surface positions of the rib portions 80a and 80b are different from the other surface positions of the outer plate 74 in the thickness direction, that is, set to a position that is higher in the height direction (position that bulges upward).

内側プレート76は、ケーシング16の内周面を構成し、薄板状を有するとともに、燃料電池14の外周形状に沿って湾曲形状又は屈曲形状あるいは両方の形状を有する。例えば、内側プレート76には、燃料電池14の角部の湾曲形状に沿って湾曲部76a、76bが矢印A方向両端縁部に設けられる。内側プレート76の矢印A方向中央側には、燃料電池スタック10の外周形状に沿って、例えば、連結バー28に沿って上方に湾曲(又は屈曲)する変形部76cが設けられる。   The inner plate 76 constitutes the inner peripheral surface of the casing 16, has a thin plate shape, and has a curved shape, a bent shape, or both shapes along the outer peripheral shape of the fuel cell 14. For example, the inner plate 76 is provided with curved portions 76 a and 76 b at both edge portions in the direction of arrow A along the curved shape of the corner portion of the fuel cell 14. A deformed portion 76 c that is curved (or bent) upward along the outer peripheral shape of the fuel cell stack 10, for example, along the connection bar 28, is provided on the center side in the arrow A direction of the inner plate 76.

平板部材78a、78bは、矢印B方向に長尺な略角棒状を有し、外側プレート74及び内側プレート76よりも肉厚に形成される。図5に示すように、平板部材78a、78bの厚さtaは、内側膨出部66a、68aの厚さtbと略同一寸法に設定されることが好ましい。   The flat plate members 78 a and 78 b have a substantially rectangular bar shape elongated in the direction of arrow B, and are formed thicker than the outer plate 74 and the inner plate 76. As shown in FIG. 5, it is preferable that the thickness ta of the flat plate members 78a and 78b is set to be approximately the same as the thickness tb of the inner bulged portions 66a and 68a.

平板部材78a、78bは、外側プレート74及び内側プレート76にMIG溶接やTIG溶接(又はスポット溶接、ろう付け又は摩擦撹拌溶接等でもよい)により固定される。外側プレート74及び内側プレート76の矢印A方向両端には、それぞれ矢印B方向に延在する、例えば、2本のライン状溶接部位WP1が設けられる。平板部材78a、78bには、溶接部位WP1に対応するそれぞれ2本のライン状溶接部位WP2が設けられる。溶接部位WP1、WP2は、接合されている。   The flat plate members 78a and 78b are fixed to the outer plate 74 and the inner plate 76 by MIG welding or TIG welding (or spot welding, brazing, friction stir welding, or the like). At both ends of the outer plate 74 and the inner plate 76 in the direction of arrow A, for example, two line-shaped welding parts WP1 extending in the direction of arrow B are provided. The flat plate members 78a and 78b are each provided with two line-shaped welding parts WP2 corresponding to the welding parts WP1. The welding parts WP1 and WP2 are joined.

外側プレート74と内側プレート76とは、同様にMIG溶接やTIG溶接等により固定される。外側プレート74には、矢印B方向に沿って対向する2つの矩形状溶接部位WP3が設けられる。内側プレート76には、矢印B方向に沿って対向する2つの矩形状溶接部位WP4が設けられる。溶接部位WP3、WP4は、接合されている。外側プレート74、内側プレート76及び平板部材78a、78bには、所望の位置にボルト挿入用の孔部82が形成される。   Similarly, the outer plate 74 and the inner plate 76 are fixed by MIG welding, TIG welding, or the like. The outer plate 74 is provided with two rectangular welded portions WP3 that face each other along the arrow B direction. The inner plate 76 is provided with two rectangular welded portions WP4 that face each other along the arrow B direction. The welding parts WP3 and WP4 are joined. Bolt insertion holes 82 are formed at desired positions in the outer plate 74, the inner plate 76, and the flat plate members 78a and 78b.

下方サイドパネル72は、マウント構造18を構成し、図5及び図7に示すように、互いに接合される一対のプレス板(プレート成形板)である外側プレート84と内側プレート86とを備える。外側プレート84及び内側プレート86は、表面が凹凸状にプレス成形された金属製薄板で構成される。外側プレート84及び内側プレート86間には、積層方向(矢印B方向)に沿って延在するプレート両端部(矢印A方向の両端部)に対応して第1板部材88a及び第2板部材88bが介装される。   The lower side panel 72 constitutes the mount structure 18 and includes an outer plate 84 and an inner plate 86 which are a pair of press plates (plate forming plates) joined to each other as shown in FIGS. 5 and 7. The outer plate 84 and the inner plate 86 are composed of thin metal plates whose surfaces are press-formed in an uneven shape. Between the outer plate 84 and the inner plate 86, the first plate member 88a and the second plate member 88b correspond to plate both ends (both ends in the arrow A direction) extending along the stacking direction (arrow B direction). Is installed.

図5に示すように、第1板部材88a及び第2板部材88bの厚さtcは、内側膨出部66b、68bの厚さtbよりも大きな幅寸法(厚さ)に設定されることが好ましい。外側プレート84及び内側プレート86は、上記の外側プレート74及び内側プレート76と同様に構成される。   As shown in FIG. 5, the thickness tc of the first plate member 88a and the second plate member 88b may be set to a width dimension (thickness) larger than the thickness tb of the inner bulging portions 66b and 68b. preferable. The outer plate 84 and the inner plate 86 are configured similarly to the outer plate 74 and the inner plate 76 described above.

外側プレート84は、ケーシング16の下面を構成し、薄板状を有する。外側プレート84の表面には、対角位置を結んで(又は対角位置と対辺位置とを結んで)リブ部90a、90bが設けられる。リブ部90a、90bの表面位置は、外側プレート84の他の表面位置よりも高さ方向に低い位置(下方に膨出する位置)に設定される。   The outer plate 84 forms the lower surface of the casing 16 and has a thin plate shape. On the surface of the outer plate 84, rib portions 90 a and 90 b are provided connecting diagonal positions (or connecting diagonal positions and opposite side positions). The surface positions of the rib portions 90a and 90b are set to positions that are lower in the height direction than the other surface positions of the outer plate 84 (positions that bulge downward).

内側プレート86は、ケーシング16の内周面を構成し、薄板状を有するとともに、燃料電池14の外周形状に沿って湾曲形状又は屈曲形状あるいは両方の形状を有する。例えば、内側プレート86には、燃料電池14の角部の湾曲形状に沿って湾曲部86a、86bが矢印A方向両端縁部に設けられる。内側プレート86の矢印A方向中央側には、燃料電池スタック10の外周形状に沿って、例えば、連結バー28に沿って下方に湾曲(又は屈曲)する変形部86cが設けられる。   The inner plate 86 constitutes the inner peripheral surface of the casing 16 and has a thin plate shape, and has a curved shape, a bent shape, or both shapes along the outer peripheral shape of the fuel cell 14. For example, the inner plate 86 is provided with curved portions 86 a and 86 b at both edge portions in the direction of arrow A along the curved shape of the corner portion of the fuel cell 14. A deforming portion 86c that curves (or bends) downward along the outer peripheral shape of the fuel cell stack 10, for example, along the connecting bar 28, is provided on the center side of the inner plate 86 in the arrow A direction.

図7に示すように、第1板部材88a及び第2板部材88bは、矢印B方向に延在するとともに、外側プレート84及び内側プレート86よりも肉厚に形成される。車長方向前方(矢印Af方向)に配置される第1板部材88aは、略平板形状を有し、長さ方向の両端縁部に一対の第1締結部92を設ける。   As shown in FIG. 7, the first plate member 88 a and the second plate member 88 b extend in the arrow B direction and are formed thicker than the outer plate 84 and the inner plate 86. The 1st board member 88a arrange | positioned at a vehicle length direction front (arrow Af direction) has a substantially flat plate shape, and provides a pair of 1st fastening part 92 in the both-ends edge part of a length direction.

第1締結部92は、3つ(2つ又は4つでもよい)の取り付けボス部92aを設ける。各取り付けボス部92aには、ねじ孔94が形成される(図8参照)。取り付けボス部92aにより雌ねじ部の長さを大きく設定することができる。取り付けボス部92aは、第1板部材88aと一体でもよく、又は、別部品を接合してもよい。なお、ねじ孔94に代えて、例えば、スタッドボルトを設けてもよい。   The first fastening portion 92 is provided with three (or two or four) attachment boss portions 92a. A screw hole 94 is formed in each mounting boss portion 92a (see FIG. 8). The length of the female screw portion can be set large by the mounting boss portion 92a. The attachment boss portion 92a may be integrated with the first plate member 88a, or another part may be joined. In place of the screw hole 94, for example, a stud bolt may be provided.

車長方向後方(矢印Ab方向)に配置される第2板部材88bは、略平板形状を有し、長さ方向の両端縁部に一対の第2締結部98を設ける。第2締結部98は、3つ(2つ又は4つでもよい)の取り付けボス部98aを有する。各取り付けボス部98aには、ねじ孔102が形成される。取り付けボス部98aにより雌ねじ部の長さを大きく設定することができる。取り付けボス部98aは、第2板部材88bと一体でもよく、又は、別部品を接合してもよい。   The 2nd board member 88b arrange | positioned at a vehicle length direction back (arrow Ab direction) has a substantially flat plate shape, and provides a pair of 2nd fastening part 98 in the both-ends edge part of a length direction. The second fastening portion 98 has three (or two or four) attachment boss portions 98a. A screw hole 102 is formed in each mounting boss portion 98a. The length of the female screw portion can be set large by the mounting boss portion 98a. The attachment boss portion 98a may be integrated with the second plate member 88b, or another part may be joined.

外側プレート84には、矢印A方向の両端部に、それぞれ各取り付けボス部92a、98aを挿入するための一対の開口部(又は孔部)106a、106bが形成される。   The outer plate 84 is formed with a pair of openings (or holes) 106a and 106b for inserting the mounting bosses 92a and 98a at both ends in the direction of arrow A, respectively.

第1板部材88a及び第2板部材88bは、外側プレート84及び内側プレート86にMIG溶接やTIG溶接(又はスポット溶接、ろう付け又は摩擦撹拌溶接等でもよい)により固定される。外側プレート84及び内側プレート86の矢印A方向両端には、それぞれ矢印B方向に延在する、例えば、2本のライン状溶接部位WP5が設けられる一方、第1板部材88a及び第2板部材部材88bには、溶接部位WP5に対応するそれぞれ2本のライン状溶接部位WP6が設けられる。溶接部位WP5、WP6は、接合されている。   The first plate member 88a and the second plate member 88b are fixed to the outer plate 84 and the inner plate 86 by MIG welding or TIG welding (or spot welding, brazing, friction stir welding, or the like). At both ends of the outer plate 84 and the inner plate 86 in the direction of arrow A, for example, two line-shaped welding parts WP5 extending in the direction of arrow B are provided, while the first plate member 88a and the second plate member member 88b is provided with two line-shaped welded parts WP6 corresponding to the welded parts WP5. The welding parts WP5 and WP6 are joined.

外側プレート84と内側プレート86とは、同様にMIG溶接やTIG溶接等により固定される。外側プレート84には、矢印B方向に沿って対向する2つの矩形状溶接部位WP7が設けられる。内側プレート86には、矢印B方向に沿って対向する2つの矩形状溶接部位WP8が設けられる。溶接部位WP7、WP8は、接合されている。外側プレート84、内側プレート86及び第1板部材88a及び第2板部材部材88bには、所望の位置にボルト挿入用の孔部82が形成される。   The outer plate 84 and the inner plate 86 are similarly fixed by MIG welding, TIG welding, or the like. The outer plate 84 is provided with two rectangular welded portions WP7 that face each other along the arrow B direction. The inner plate 86 is provided with two rectangular welded portions WP8 that face each other along the arrow B direction. The welding parts WP7 and WP8 are joined. The outer plate 84, the inner plate 86, the first plate member 88a, and the second plate member member 88b are formed with bolt insertion holes 82 at desired positions.

図2に示すように、マウント構造18は、略矩形状のフレーム110を備える。フレーム110では、それぞれ所定の長さに設定された4本の脚部112が燃料電池電気自動車12の車体フレーム12Sに固定される。フレーム110には、車長方向前方(矢印Af方向)の両端位置と車長方向後方(矢印Ab方向)の両端位置とに、それぞれ取り付け部124が設けられる。   As shown in FIG. 2, the mount structure 18 includes a substantially rectangular frame 110. In the frame 110, four leg portions 112 each having a predetermined length are fixed to the vehicle body frame 12 </ b> S of the fuel cell electric vehicle 12. The frame 110 is provided with attachment portions 124 at both end positions in the front in the vehicle length direction (arrow Af direction) and both end positions in the rear in the vehicle length direction (arrow Ab direction).

図9及び図10に示すように、取り付け部124は、フレーム110上にねじ止めされる2枚のプレート126、128を備える。プレート126は、断面略U字状を有し、弾性体、例えば、ゴム部材130に埋設されて雌ねじ部材132が設けられる。プレート128は、プレート126の上方を覆って門状に配置される。プレート128の内面には、弾性体、例えば、ゴム部材134が設けられる。   As shown in FIGS. 9 and 10, the attachment portion 124 includes two plates 126 and 128 that are screwed onto the frame 110. The plate 126 has a substantially U-shaped cross section, and is embedded in an elastic body, for example, a rubber member 130, and is provided with a female screw member 132. The plate 128 is disposed in a gate shape so as to cover the top of the plate 126. An elastic body, for example, a rubber member 134 is provided on the inner surface of the plate 128.

プレート128の上部には、雌ねじ部材132の雌ねじと同軸的に孔部136が形成される。孔部136からねじ138が挿入され、前記ねじ138を介して連結部材140が取り付け部124に装着される。連結部材140は、一端部140aがプレート126、128間に配置されるとともに、前記一端部140aに形成された孔部142にねじ138が挿入され、前記ねじ138が雌ねじ部材132に螺合する。一端部140aは、ゴム部材130、134の弾性により保持され、前記一端部140aの上面は、前記ゴム部材134の下面に隙間なく接している。   A hole 136 is formed in the upper part of the plate 128 coaxially with the female screw of the female screw member 132. A screw 138 is inserted from the hole 136, and the connecting member 140 is attached to the attachment portion 124 via the screw 138. The connecting member 140 has one end 140 a disposed between the plates 126 and 128, a screw 138 is inserted into a hole 142 formed in the one end 140 a, and the screw 138 is screwed into the female screw member 132. The one end 140a is held by the elasticity of the rubber members 130 and 134, and the upper surface of the one end 140a is in contact with the lower surface of the rubber member 134 without a gap.

連結部材140の他端部140bには、例えば、3つ(数は適宜設定される)の孔部144が形成される。各孔部144には、ねじ146が挿入される。それぞれのねじ146は、各取り付けボス部92aのねじ孔94及び各取り付けボス部98aのねじ孔102に螺合する。連結部材140は、一端部140aと他端部140bとの間に、屈曲部140cを有する。   In the other end portion 140b of the connecting member 140, for example, three (number is appropriately set) hole portions 144 are formed. A screw 146 is inserted into each hole 144. Each screw 146 is screwed into the screw hole 94 of each mounting boss portion 92a and the screw hole 102 of each mounting boss portion 98a. The connecting member 140 has a bent portion 140c between the one end portion 140a and the other end portion 140b.

図2及び図3に示すように、上方サイドパネル70は、前方サイドパネル66及び後方サイドパネル68の上部に、ねじ148を介して固定される。下方サイドパネル72は、前方サイドパネル66、後方サイドパネル68、第1エンドプレート24a及び第2エンドプレート24bの下部に、ねじ148を介して固定される。上方サイドパネル70、下方サイドパネル72、前方サイドパネル66及び後方サイドパネル68は、第1エンドプレート24a及び第2エンドプレート24bにねじ148を介して固定される。   As shown in FIGS. 2 and 3, the upper side panel 70 is fixed to the upper portions of the front side panel 66 and the rear side panel 68 via screws 148. The lower side panel 72 is fixed to the lower portions of the front side panel 66, the rear side panel 68, the first end plate 24a, and the second end plate 24b via screws 148. The upper side panel 70, the lower side panel 72, the front side panel 66, and the rear side panel 68 are fixed to the first end plate 24a and the second end plate 24b via screws 148.

このように構成される燃料電池スタック10の動作について、以下に説明する。   The operation of the fuel cell stack 10 configured as described above will be described below.

先ず、図2に示すように、第1エンドプレート24aの酸化剤ガス供給マニホールド60aから酸化剤ガス供給連通孔38aには、酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給される。第1エンドプレート24aの燃料ガス供給マニホールド62aから燃料ガス供給連通孔40aには、水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、図1に示すように、第2エンドプレート24bでは、冷却媒体供給マニホールド64aから一対の冷却媒体供給連通孔42aには、純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体が供給される。   First, as shown in FIG. 2, an oxidant gas such as an oxygen-containing gas is supplied from the oxidant gas supply manifold 60a of the first end plate 24a to the oxidant gas supply communication hole 38a. A fuel gas such as a hydrogen-containing gas is supplied from the fuel gas supply manifold 62a of the first end plate 24a to the fuel gas supply communication hole 40a. Further, as shown in FIG. 1, in the second end plate 24b, a cooling medium such as pure water, ethylene glycol, or oil is supplied from the cooling medium supply manifold 64a to the pair of cooling medium supply communication holes 42a.

このため、図4に示すように、酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給連通孔38aからカソード側セパレータ34の酸化剤ガス流路50に導入される。酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路50に沿って矢印A方向に移動し、電解質膜・電極構造体32のカソード電極46に供給される。   Therefore, as shown in FIG. 4, the oxidant gas is introduced into the oxidant gas flow path 50 of the cathode-side separator 34 from the oxidant gas supply communication hole 38a. The oxidant gas moves in the direction of arrow A along the oxidant gas flow path 50 and is supplied to the cathode electrode 46 of the electrolyte membrane / electrode structure 32.

一方、燃料ガスは、燃料ガス供給連通孔40aからアノード側セパレータ36の燃料ガス流路52に供給される。燃料ガスは、燃料ガス流路52に沿って矢印A方向に移動し、電解質膜・電極構造体32のアノード電極48に供給される。   On the other hand, the fuel gas is supplied to the fuel gas flow path 52 of the anode separator 36 from the fuel gas supply communication hole 40a. The fuel gas moves in the direction of arrow A along the fuel gas passage 52 and is supplied to the anode electrode 48 of the electrolyte membrane / electrode structure 32.

従って、電解質膜・電極構造体32では、カソード電極46に供給される酸化剤ガスと、アノード電極48に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費されて発電が行われる。   Therefore, in the electrolyte membrane / electrode structure 32, the oxidizing gas supplied to the cathode electrode 46 and the fuel gas supplied to the anode electrode 48 are consumed by an electrochemical reaction in the electrode catalyst layer to generate power. Is called.

次いで、電解質膜・電極構造体32のカソード電極46に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス排出連通孔38bに沿って矢印B方向に排出される。一方、電解質膜・電極構造体32のアノード電極48に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス排出連通孔40bに沿って矢印B方向に排出される。   Next, the oxidant gas consumed by being supplied to the cathode electrode 46 of the electrolyte membrane / electrode structure 32 is discharged in the direction of arrow B along the oxidant gas discharge communication hole 38b. On the other hand, the fuel gas supplied to and consumed by the anode electrode 48 of the electrolyte membrane / electrode structure 32 is discharged in the direction of arrow B along the fuel gas discharge communication hole 40b.

また、一対の冷却媒体供給連通孔42aに供給された冷却媒体は、カソード側セパレータ34及びアノード側セパレータ36間の冷却媒体流路54に導入される。冷却媒体は、一旦矢印C方向内方に沿って流動した後、矢印A方向に移動して電解質膜・電極構造体32を冷却する。この冷却媒体は、矢印C方向外方に移動した後、一対の冷却媒体排出連通孔42bに沿って矢印B方向に排出される。   The cooling medium supplied to the pair of cooling medium supply communication holes 42 a is introduced into the cooling medium flow path 54 between the cathode side separator 34 and the anode side separator 36. The cooling medium once flows in the direction of arrow C and then moves in the direction of arrow A to cool the electrolyte membrane / electrode structure 32. The cooling medium moves outward in the direction of arrow C, and is then discharged in the direction of arrow B along the pair of cooling medium discharge communication holes 42b.

この場合、第1の実施形態では、マウント構造18は、ケーシング16を構成する下方サイドパネル72を備えている。下方サイドパネル72は、第1エンドプレート24aと第2エンドプレート24bとの間に配置される外側プレート84及び内側プレート86と、前記外側プレート84及び前記内側プレート86間に介装される第1板部材88a及び第2板部材88bとを備えている。   In this case, in the first embodiment, the mount structure 18 includes a lower side panel 72 that constitutes the casing 16. The lower side panel 72 includes an outer plate 84 and an inner plate 86 disposed between the first end plate 24a and the second end plate 24b, and a first interposed between the outer plate 84 and the inner plate 86. A plate member 88a and a second plate member 88b are provided.

そして、第1板部材88aには、燃料電池スタック10を車体フレーム12Sに固定するための一対の第1締結部92が設けられている。一方、第2板部材88bには、燃料電池スタック10を車体フレーム12Sに固定するための一対の第2締結部98が設けられている。   The first plate member 88a is provided with a pair of first fastening portions 92 for fixing the fuel cell stack 10 to the vehicle body frame 12S. On the other hand, the second plate member 88b is provided with a pair of second fastening portions 98 for fixing the fuel cell stack 10 to the vehicle body frame 12S.

このため、マウント構造18は、燃料電池スタック10の下方に配置され、前記燃料電池スタック10の水平方向外方に大きく突出することがない。従って、マウント構造18全体がコンパクト化されるとともに、構成が容易に簡素化され、燃料電池スタック10を所望の設置部位(例えば、車体フレーム12S)に確実に設置させることが可能になるという効果が得られる。   For this reason, the mount structure 18 is disposed below the fuel cell stack 10 and does not protrude greatly outward in the horizontal direction of the fuel cell stack 10. Accordingly, the entire mount structure 18 is made compact, the configuration is easily simplified, and the fuel cell stack 10 can be reliably installed at a desired installation site (for example, the vehicle body frame 12S). can get.

また、マウント構造18は、図9及び図10に示すように、下方サイドパネル72をフレーム110に固定するために、ゴム部材130、134を設ける取り付け部124と、前記取り付け部124に装着される連結部材140とを備えている。これにより、燃料電池スタック10全体は、フレーム110に対して、さらに車体フレーム12Sに対して、弾性を有して保持され、防振性及び耐衝撃性の向上を図ることができる。   Further, as shown in FIGS. 9 and 10, the mount structure 18 is attached to the attachment portion 124 provided with rubber members 130 and 134 and the attachment portion 124 in order to fix the lower side panel 72 to the frame 110. And a connecting member 140. As a result, the entire fuel cell stack 10 is held elastically with respect to the frame 110 and further with respect to the vehicle body frame 12S, thereby improving vibration proofing and impact resistance.

さらに、第1板部材88aには、2つの締結部である第1締結部92が設けられるとともに、第2板部材88bには、2つの締結部である第2締結部98が設けられている。このため、燃料電池スタック10は、フレーム110に対して良好に保持される。   Further, the first plate member 88a is provided with a first fastening portion 92 that is two fastening portions, and the second plate member 88b is provided with a second fastening portion 98 that is two fastening portions. . For this reason, the fuel cell stack 10 is favorably held with respect to the frame 110.

図11は、本発明の第2の実施形態に係る燃料電池スタック150の概略斜視説明図である。なお、第1の実施形態に係る燃料電池スタック10と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。   FIG. 11 is a schematic perspective explanatory view of a fuel cell stack 150 according to the second embodiment of the present invention. The same components as those of the fuel cell stack 10 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

燃料電池スタック150を構成するマウント構造152は、フレーム110の車長方向前方の両端位置と車長方向後方の両端位置とに、それぞれ取り付け部164が設けられる。取り付け部164は、フレーム110上に固定されるプレート166を備え、前記プレート166は、上方に屈曲するとともに、先端部側には、2本のねじ146が挿入される。   The mounting structures 152 constituting the fuel cell stack 150 are provided with attachment portions 164 at both front end positions in the vehicle length direction and both rear end positions in the vehicle length direction of the frame 110. The mounting portion 164 includes a plate 166 fixed on the frame 110. The plate 166 is bent upward, and two screws 146 are inserted on the tip side.

図12に示すように、第1板部材88aに設けられる一対の第1締結部92は、2つの取り付けボス部92aを有する一方、第2板部材88bに設けられる一対の第2締結部98は、2つの取り付けボス部98aを有する。図12及び図13に示すように、ねじ146は、各取り付けボス部92aのねじ孔94及び各取り付けボス部98aのねじ孔102に螺合してケーシング16をフレーム110に固定する。   As shown in FIG. 12, the pair of first fastening portions 92 provided on the first plate member 88a has two mounting boss portions 92a, while the pair of second fastening portions 98 provided on the second plate member 88b includes There are two mounting boss portions 98a. As shown in FIGS. 12 and 13, the screw 146 is screwed into the screw hole 94 of each mounting boss portion 92 a and the screw hole 102 of each mounting boss portion 98 a to fix the casing 16 to the frame 110.

このように構成される第2の実施形態では、マウント構造152の構成が一層簡素化され、前記マウント構造152のコンパクト化及び省スペース化が図られるという効果が得られる。   In the second embodiment configured as described above, the structure of the mount structure 152 is further simplified, and the effect that the mount structure 152 can be made compact and space-saving can be obtained.

図14は、本発明の第3の実施形態に係る燃料電池スタック170の概略斜視説明図である。   FIG. 14 is a schematic perspective explanatory view of a fuel cell stack 170 according to the third embodiment of the present invention.

燃料電池スタック170を構成するマウント構造172は、フレーム110の車長方向前方の略中央位置と車長方向後方の両端位置とに、それぞれ取り付け部124が設けられる。図15に示すように、第1板部材88aの長さ方向の略中央付近に第1締結部92が設けられる。外側プレート84には、各取り付けボス部92aを挿入するための3つの孔部174が形成される。   The mounting structure 172 constituting the fuel cell stack 170 is provided with attachment portions 124 at approximately the center position in the front of the frame 110 in the vehicle length direction and at both end positions in the rear of the vehicle length direction. As shown in FIG. 15, the 1st fastening part 92 is provided in the approximate center vicinity of the length direction of the 1st board member 88a. The outer plate 84 is formed with three holes 174 for inserting the mounting bosses 92a.

このように構成される第3の実施形態では、マウント箇所が3カ所であるため、マウント構造172が一層簡素化されるとともに、上記の第1及び第2の実施形態と同様の効果が得られる。   In the third embodiment configured as described above, since there are three mounting locations, the mounting structure 172 is further simplified, and the same effects as those of the first and second embodiments described above can be obtained. .

10、150、170…燃料電池スタック
12…燃料電池電気自動車
12f…フロントボックス 14…燃料電池
16…ケーシング 18、152、172…マウント構造
24a、24b…エンドプレート 28…連結バー
32…電解質膜・電極構造体 34…カソード側セパレータ
36…アノード側セパレータ 38a…酸化剤ガス供給連通孔
38b…酸化剤ガス排出連通孔 40a…燃料ガス供給連通孔
40b…燃料ガス排出連通孔 42a…冷却媒体供給連通孔
42b…冷却媒体排出連通孔 44…固体高分子電解質膜
46…カソード電極 48…アノード電極
50…酸化剤ガス流路 52…燃料ガス流路
54…冷却媒体流路 66…前方サイドパネル
66a、66b、68a、68b…内側膨出部
68…後方サイドパネル 70…上方サイドパネル
72…下方サイドパネル 74、84…外側プレート
76、86…内側プレート
76a、76b、86a、86b…湾曲部
76c、86c…変形部
78a、78b、88a、88b…平板部材
80a、80b、90a、90b…リブ部
92、98…締結部 92a、98a…取り付けボス部
110…フレーム 112…脚部
124、164…取り付け部 126、128、166…プレート
130、134…ゴム部材 132…雌ねじ部材
138、146、148…ねじ 140…連結部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 150, 170 ... Fuel cell stack 12 ... Fuel cell electric vehicle 12f ... Front box 14 ... Fuel cell 16 ... Casing 18, 152, 172 ... Mount structure 24a, 24b ... End plate 28 ... Connection bar 32 ... Electrolyte membrane * electrode Structure 34 ... Cathode side separator 36 ... Anode side separator 38a ... Oxidant gas supply communication hole 38b ... Oxidant gas discharge communication hole 40a ... Fuel gas supply communication hole 40b ... Fuel gas discharge communication hole 42a ... Cooling medium supply communication hole 42b ... Cooling medium discharge communication hole 44 ... Solid polymer electrolyte membrane 46 ... Cathode electrode 48 ... Anode electrode 50 ... Oxidant gas channel 52 ... Fuel gas channel 54 ... Cooling medium channel 66 ... Front side panels 66a, 66b, 68a 68b ... inner bulging portion 68 ... rear side panel 70 ... upper side panel 7 ... lower side panels 74, 84 ... outer plates 76, 86 ... inner plates 76a, 76b, 86a, 86b ... curved portions 76c, 86c ... deformed portions 78a, 78b, 88a, 88b ... flat plate members 80a, 80b, 90a, 90b ... Ribs 92, 98 ... Fastening portions 92a, 98a ... Mounting boss portions 110 ... Frame 112 ... Leg portions 124, 164 ... Mounting portions 126, 128, 166 ... Plates 130, 134 ... Rubber members 132 ... Female screw members 138, 146, 148 ... Screw 140 ... Connecting member

Claims (5)

燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池を備え、複数の前記燃料電池が積層されるとともに、積層方向の両端にエンドプレートが配設される燃料電池スタックであって、
前記燃料電池スタックを設置部位に装着するためのマウント構造を備え、
前記マウント構造は、一対の前記エンドプレートの底部間に設けられる2枚の重ねたプレートと、
前記2枚のプレート間に介装される板部材と、
を備え、
前記板部材には、前記燃料電池スタックを前記設置部位に固定するための締結部が設けられることを特徴とする燃料電池スタック。
A fuel cell stack comprising a fuel cell that generates electricity by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas, wherein a plurality of the fuel cells are stacked, and end plates are disposed at both ends in the stacking direction,
A mounting structure for mounting the fuel cell stack on an installation site;
The mount structure includes two stacked plates provided between the bottoms of the pair of end plates;
A plate member interposed between the two plates;
With
The plate member is provided with a fastening portion for fixing the fuel cell stack to the installation site.
請求項1記載の燃料電池スタックにおいて、前記エンドプレートは、矩形状を有し、
前記板部材は、各エンドプレートの一辺に配置される第1板部材と、
各エンドプレートの前記一辺の対辺に配置される第2板部材と、
を備えることを特徴とする燃料電池スタック。
The fuel cell stack according to claim 1, wherein the end plate has a rectangular shape,
The plate member is a first plate member disposed on one side of each end plate;
A second plate member disposed on the opposite side of the one side of each end plate;
A fuel cell stack comprising:
請求項2記載の燃料電池スタックにおいて、前記第1板部材には、1つ又は2つの前記締結部が設けられるとともに、
前記第2板部材には、2つの前記締結部が設けられることを特徴とする燃料電池スタック。
The fuel cell stack according to claim 2, wherein the first plate member is provided with one or two fastening portions,
The fuel cell stack, wherein the second plate member is provided with two fastening portions.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料電池スタックにおいて、前記締結部は、弾性体を有する連結部材を介して前記設置部位に固定されることを特徴とする燃料電池スタック。   The fuel cell stack according to any one of claims 1 to 3, wherein the fastening portion is fixed to the installation site via a connecting member having an elastic body. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の燃料電池スタックにおいて、前記設置部位は、燃料電池搭載車両を構成する車両側フレームであることを特徴とする燃料電池スタック。   The fuel cell stack according to any one of claims 1 to 4, wherein the installation site is a vehicle-side frame that constitutes a fuel cell-equipped vehicle.
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