JP6255048B2

JP6255048B2 - 燃料電池車両

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Publication number: JP6255048B2
Application number: JP2016045399A
Authority: JP
Inventors: 哲也福田; 桑山　貴司; 貴司桑山
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2016-03-09
Filing date: 2016-03-09
Publication date: 2017-12-27
Anticipated expiration: 2036-03-09
Also published as: US10363830B2; JP2017159766A; US20170259694A1

Description

本発明は、車両前部に設けられるモータルームに配置され、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スタックを備える燃料電池車両に関する。

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の面にアノード電極が、前記電解質膜の他方の面にカソード電極が、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。電解質膜・電極構造体は、セパレータによって挟持されることにより、発電セル（単位セル）が構成されている。通常、所定の数の発電セルが積層されることにより、例えば、車載用燃料電池スタックとして燃料電池車両（燃料電池電気自動車等）に組み込まれている。

燃料電池車両では、例えば、特許文献１に開示されているように、車軸を駆動するためのモータと、前記モータに電源を供給するための燃料電池と、前記モータと前記燃料電池の動作を制御するための制御ユニットと、を備えている。そして、モータと燃料電池と制御ユニットとは、電気自動車の同一の車体空間内に配設されている。

特開２００２−３７０５４４号公報

上記の燃料電池車両では、燃料タンクが車体後部に配置される一方、燃料電池が車体前部（モータルーム）に配置されている。このため、燃料タンクから燃料電池に燃料ガスを供給する燃料供給配管は、車体後部から車体前部に沿って配置する必要があり、相当に長尺化されている。この種の燃料供給配管では、車体に一端が固定された状態で、他端が燃料電池に接続される固定構造が採用されることがある。

その際、衝突等により燃料電池車両に外部荷重が付与されて、燃料電池が車体に対して移動し、両者の離間間隔が大きくなる場合がある。これにより、車体と燃料電池とに接続されている燃料供給配管は、破断するおそれがある。

本発明は、この種の問題を解決するものであり、簡単且つコンパクトな構成で、燃料供給配管を保持するとともに、外部荷重に対して前記燃料供給配管が破断することを可及的に抑制することが可能な燃料電池車両を提供することを目的とする。

本発明に係る燃料電池車両は、燃料電池スタック、燃料タンク及び燃料供給配管を備えている。燃料電池スタックは、車両前部に設けられるモータルームに配置され、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。燃料タンクは、車両後部に配置され、燃料ガスが貯留されている。燃料供給配管は、燃料電池スタックと燃料タンクとを接続している。

燃料供給配管は、一端が燃料電池スタックに固定されるとともに、他端が車体側取り付け部に固定される弾性配管部を有している。弾性配管部の他端と車体側取り付け部とは、固定機構により固定されている。そして、所定の印加荷重により燃料電池スタックが車体側取り付け部から相対的に離間する際、弾性配管部の他端は、前記車体側取り付け部から離脱する。

また、固定機構は、弾性配管部の他端に設けられる配管側連結部と、車体側取り付け部に設けられる車体側連結部と、前記配管側連結部と前記車体側連結部とを固定するリベットと、を備えることが好ましい。その際、リベットのせん断荷重は、弾性配管部の破断荷重よりも小さい値に設定されていることが好ましい。

さらに、この燃料電池車両では、リベットにより互いに固定される配管側連結部の固定部位と車体側連結部の固定部位とは、燃料電池スタックが前記車体側取り付け部から相対的に離間する方向に延在して重なり合っていることが好ましい。

さらにまた、固定機構は、弾性配管部の他端に設けられる配管側連結部と、車体側取り付け部に設けられる車体側連結部と、前記配管側連結部と前記車体側連結部とを固定するゴムマウントと、を備えていることが好ましい。

また、この燃料電池車両では、配管側連結部又は車体側連結部には、燃料電池スタックが車体側取り付け部から相対的に離間する方向に延在し、ゴムマウントから離脱可能な切り欠き部が形成されていることが好ましい。

さらに、ゴムマウントは、燃料電池スタックが車体側取り付け部から相対的に離間する際、配管側連結部又は車体側連結部から離脱可能な状態で装着されていることが好ましい。

さらにまた、固定機構は、弾性配管部の他端に設けられる配管側連結部と、車体側取り付け部に設けられる車体側連結部と、を備え、前記配管側連結部と前記車体側連結部とが互いに固定されることが好ましい。その際、配管側連結部又は車体側連結部には、燃料電池スタックが車体側取り付け部から相対的に離間する際、破断して固定機構による固定機能を解除する強度低下部位が設けられていることが好ましい。

本発明によれば、弾性配管部の他端と車体側取り付け部とは、固定機構により固定されており、所定の印加荷重により燃料電池スタックが前記車体側取り付け部から相対的に離間する際、該弾性配管部の該他端が前記車体側取り付け部から離脱する。このため、簡単且つコンパクトな構成で、燃料供給配管を保持するとともに、外部荷重に対して前記燃料供給配管が破断することを可及的に抑制することが可能になる。

本発明の第１の実施形態に係る燃料電池車両の平面説明図である。前記燃料電池車両を構成する燃料電池スタックとケーシングの一部分解斜視説明図である。前記燃料電池スタックの一部を断面にした側面説明図である。前記燃料電池スタック及び燃料供給配管を構成する弾性配管部の斜視説明図である。前記弾性配管部を固定するホルダ部の斜視説明図である。前記保持部材が分離した状態の斜視説明図である。前記弾性配管部と車体側取り付け部とを固定する固定機構が分離された状態の説明図である。本発明の第２の実施形態に係る燃料電池車両の要部平面説明図である。前記燃料電池車両を構成する固定機構の斜視説明図である。本発明の第３の実施形態に係る燃料電池車両の要部平面説明図である。前記燃料電池車両を構成する固定機構が分離された状態の平面説明図である。本発明の第４の実施形態に係る燃料電池車両の要部斜視説明図である。前記燃料電池車両を構成する固定機構の正面説明図である。

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車両（燃料電池電気自動車等）１０は、前輪１２ｆ、１２ｆの近傍のモータルーム１４に燃料電池スタック１６が配置される。燃料電池車両１０は、後輪１２ｒ、１２ｒ間に、高圧水素を貯留する水素タンク（燃料タンク）１８が配置される。

燃料電池スタック１６の積層方向（後述する）一端（矢印Ｂ方向一端）には、燃料ガス系デバイス群２０が配設されるとともに、前記燃料電池スタック１６の上部には、制御装置２１が載置される。制御装置２１は、例えば、燃料電池スタック１６の出力を制御する電圧制御ユニット（ＶＣＵ）（Voltage Control Unit）を構成する。燃料電池スタック１６と水素タンク１８とは、燃料供給配管２２により接続される。

図２に示すように、燃料電池スタック１６は、複数の発電セル２４が車幅方向（矢印Ｂ方向）又は車両前後方向（矢印Ａ方向）に積層される。発電セル２４の積層方向一端には、第１ターミナルプレート２６ａ、第１絶縁プレート２８ａ及び第１エンドプレート３０ａが、外方に向かって、順次、配設される。発電セル２４の積層方向他端には、第２ターミナルプレート２６ｂ、第２絶縁プレート２８ｂ及び第２エンドプレート３０ｂが、外方に向かって、順次、配設される。

横長形状の第１エンドプレート３０ａ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２６ａに接続された第１電力出力端子３２ａが外方に向かって延在する。横長形状の第２エンドプレート３０ｂの略中央部（中央部から偏心していてもよい）からは、第２ターミナルプレート２６ｂに接続された第２電力出力端子３２ｂが外方に向かって延在する。第１エンドプレート３０ａと第２エンドプレート３０ｂの各辺間には、連結バー３４の両端が複数のねじ３６により固定され、複数の積層された発電セル２４に積層方向（矢印Ｂ方向）の締め付け荷重を付与する。

燃料電池スタック１６は、必要に応じてケーシング３８を備える。ケーシング３８は、矢印Ｂ方向両端の２辺（面）が第１エンドプレート３０ａ及び第２エンドプレート３０ｂにより構成される。ケーシング３８の矢印Ａ方向両端の２辺（面）は、横長プレート形状の第１サイドパネル４０ａ及び第２サイドパネル４０ｂにより構成される。ケーシング３８の高さ方向（矢印Ｃ方向）両端の２辺（面）は、上方サイドパネル４２ａ及び下方サイドパネル４２ｂにより構成される。上方サイドパネル４２ａ及び下方サイドパネル４２ｂは、横長プレート形状を有する。

第１エンドプレート３０ａ及び第２エンドプレート３０ｂには、各辺にねじ穴４４が設けられる。第１サイドパネル４０ａ、第２サイドパネル４０ｂ、上方サイドパネル４２ａ及び下方サイドパネル４２ｂには、各ねじ穴４４に対向して孔部４６が形成される。各孔部４６に挿入されるねじ４８は、各ねじ穴４４に螺合することにより、ケーシング３８が一体に固定される。

図３に示すように、発電セル２４は、電解質膜・電極構造体５０を第１セパレータ５２及び第２セパレータ５４で挟持する。第１セパレータ５２及び第２セパレータ５４は、金属セパレータ又はカーボンセパレータにより構成される。

電解質膜・電極構造体５０は、例えば、水分が含まれたパーフルオロスルホン酸の薄膜である固体高分子電解質膜５６と、前記固体高分子電解質膜５６を挟持するアノード電極５８及びカソード電極６０とを備える。固体高分子電解質膜５６は、フッ素系電解質の他、ＨＣ（炭化水素）系電解質が使用される。

第１セパレータ５２は、電解質膜・電極構造体５０との間に、アノード電極５８に燃料ガスを供給するための燃料ガス流路６２を設ける。第２セパレータ５４は、電解質膜・電極構造体５０との間に、カソード電極６０に酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス流路６４を設ける。互いに隣接する第１セパレータ５２と第２セパレータ５４との間には、冷却媒体を流通させるための冷却媒体流路６６が設けられる。

図２に示すように、燃料電池スタック１６の第１エンドプレート３０ａには、各発電セル２４の積層方向に互いに連通して、燃料ガス入口連通孔７０ａ、燃料ガス出口連通孔７０ｂ、酸化剤ガス入口連通孔７２ａ及び酸化剤ガス出口連通孔７２ｂが形成される。燃料ガス入口連通孔７０ａ及び燃料ガス出口連通孔７０ｂは、燃料ガス、例えば、水素含有ガス（以下、水素ガスともいう）を流通させ、前記燃料ガスを燃料ガス流路６２に供給する。酸化剤ガス入口連通孔７２ａ及び酸化剤ガス出口連通孔７２ｂは、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガス（以下、空気ともいう）を流通させ、前記酸化剤ガスを酸化剤ガス流路６４に供給する。

燃料電池スタック１６の第２エンドプレート３０ｂには、各発電セル２４の積層方向に互いに連通して、図示しないが、冷却媒体入口連通孔及び冷却媒体出口連通孔が形成される。冷却媒体入口連通孔及び冷却媒体出口連通孔は、冷却媒体、例えば、純水やエチレングリコール、オイル等を流通させ、前記冷却媒体を冷却媒体流路６６に供給する。

図３及び図４に示すように、燃料ガス系デバイス群２０は、図示しないが、エゼクタ、水素ポンプ、気液分離器、弁（パージ弁及び逆止弁等）の他、必要に応じてインジェクタ等を備え、デバイスカバー２０ｆにより覆われている。燃料ガス系デバイス群２０には、燃料供給配管２２が接続される。

図１に示すように、燃料供給配管２２は、燃料電池車両１０の後方から前方に沿って長尺に延在するとともに、前記燃料電池車両１０の車体１０ａに複数の固定具７４を介して固定される。燃料供給配管２２の車両前後方向前方（矢印Ａｆ方向）は、車体側取り付け部７６に接続され、前記車体側取り付け部７６と燃料ガス系デバイス群２０との間には、弾性配管部２２ａが設けられる。弾性配管部２２ａは、可撓性ダクト部材７８により覆われている。

図４に示すように、弾性配管部２２ａの一端には、ジョイント７９が設けられ、前記ジョイント７９は、燃料ガス系デバイス群２０に接続（固定）される。弾性配管部２２ａの他端と車体側取り付け部７６とは、後述する固定機構８０により離脱可能に固定される。

弾性配管部２２ａは、車体側取り付け部７６と燃料ガス系デバイス群２０との間で湾曲形成されており、この間の配管長を一定長さ以上に確保している。弾性配管部２２ａの途上には、該弾性配管部２２ａを燃料電池スタック１６に保持する一方、所定の印加荷重により離脱自在な保持部材８２が取り付けられる。

保持部材８２は、弾性配管部２２ａを湾曲させた状態で保持するホルダ部８４と、燃料電池スタック１６に、具体的には、燃料ガス系デバイス群２０のデバイスカバー２０ｆに取り付けられ、前記ホルダ部８４に着脱自在に係合する係止爪部８６とを備える。図３に示すように、保持部材８２は、燃料電池スタック１６の高さ方向上端（具体的には、制御装置２１の高さ方向上端）よりも下方に配置される。

図５に示すように、ホルダ部８４は、可撓性ダクト部材７８の径方向の湾曲形状及び周方向の湾曲形状に沿う形状を有する支持部位８８を備える。支持部位８８には、開閉自在であり、閉塞された状態で、可撓性ダクト部材７８の外周を周回保持するそれぞれ一対の湾曲部位９０ａ、９０ｂ及び９０ｃが設けられる。一方の湾曲部位９０ａ、９０ｂ及び９０ｃは、爪部９２ａ、９２ｂ及び９２ｃを有するとともに、他方の湾曲部位９０ａ、９０ｂ及び９０ｃは、前記爪部９２ａ、９２ｂ及び９２ｃが係合する孔部９４ａ、９４ｂ及び９４ｃを有する。

湾曲部位９０ｂは、後述するように、分割された第１ダクト７８ａ及び第２ダクト７８ｂを覆うように、両側にフランジ部９０ｆが設けられる。なお、可撓性ダクト部材７８が単一部品であれば、湾曲部位９０ｂは、湾曲部位９０ａ、９０ｃと同一に構成される。

支持部位８８の外周側には、ブロック状の固定部位９６が設けられる。固定部位９６には、一端が開放される矩形状開口部９８が形成されるとともに、前記開口部９８の上面には、係止用開口部１００が形成される。図６に示すように、係止爪部８６の先端には、突起８６ｔが厚さ方向に膨出形成される。

係止爪部８６は、固定部位９６の開口部９８に挿入されるとともに、突起８６ｔが係止用開口部１００に挿入されることにより、ホルダ部８４が前記係止爪部８６に固定される。係止爪部８６は、突起８６ｔを押さえた状態で、ホルダ部８４から矢印Ｂ方向に引き抜くことができる。係止爪部８６の着脱方向は、車両の幅方向と同一方向である。

図６に示すように、弾性配管部２２ａと可撓性ダクト部材７８との間には、前記弾性配管部２２ａの曲げ部に沿って、側面視でＣ形状を有するクリップ部材１０２が装着される。可撓性ダクト部材７８は、例えば、２分割されており、第１ダクト７８ａと第２ダクト７８ｂとを備える。弾性配管部２２ａの途上には、ジョイント１０４が装着され、第１ダクト７８ａと第２ダクト７８ｂとが前記ジョイント１０４の両側に当接する。

固定機構８０は、図１、図４及び図６に示すように、弾性配管部２２ａの他端に設けられる配管側連結部１０６と、車体側取り付け部７６に設けられる車体側連結部１０８とを備える。配管側連結部１０６及び車体側連結部１０８は、屈曲する板形状を有する。

図４及び図６に示すように、配管側連結部１０６は、弾性配管部２２ａの周面部に沿って延在しボルト１１０を介して前記周面部に固定される延設部位１０６ａと、前記延設部位１０６ａの端部から前記弾性配管部２２ａの先端側に屈曲する固定部位１０６ｂとを一体に備える。

車体側連結部１０８は、一対のゴムマウント１１２を介して固定板１１４に固定される延設部位１０８ａを設けるとともに、前記延設部位１０８ａの端部から弾性配管部２２ａの先端側に屈曲する固定部位１０８ｂを一体に設ける。固定板１１４は、ボルト１１６を介して車体側取り付け部７６に固定される。

配管側連結部１０６の固定部位１０６ｂと車体側連結部１０８の固定部位１０８ｂとは、複数個、例えば、２個のリベット１１８を介して互いに固定される。固定部位１０６ｂ、１０８ｂは、図１に示すように、外部荷重Ｆが付与された際、燃料電池スタック１６が車体側取り付け部７６から相対的に離間する方向（矢印Ｂｒ方向）に延在して重なり合っている。リベット１１８のせん断荷重は、弾性配管部２２ａの破断荷重よりも小さい値に設定される。

このように構成される燃料電池車両１０の動作について、以下に説明する。

図１に示すように、水素タンク１８に貯留されている高圧水素は、燃料ガスとして燃料供給配管２２に送出される。燃料ガスは、燃料供給配管２２から燃料ガス系デバイス群２０に供給された後、図２に示すように、燃料電池スタック１６の第１エンドプレート３０ａに設けられている燃料ガス入口連通孔７０ａに供給される。燃料ガスは、図３に示すように、各発電セル２４を構成する第１セパレータ５２の燃料ガス流路６２に導入される。燃料ガスは、燃料ガス流路６２に沿って移動し、電解質膜・電極構造体５０のアノード電極５８に供給される。

一方、酸化剤ガスは、図２に示すように、第１エンドプレート３０ａに設けられている酸化剤ガス入口連通孔７２ａに供給される。酸化剤ガスは、図３に示すように、各発電セル２４を構成する第２セパレータ５４の酸化剤ガス流路６４に導入され、電解質膜・電極構造体５０のカソード電極６０に供給される。

従って、各電解質膜・電極構造体５０では、アノード電極５８に供給される燃料ガスとカソード電極６０に供給される酸化剤ガスとが、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。このため、図示しないモータに電力が供給され、燃料電池車両１０が走行可能になる。なお、冷却媒体流路６６には、図示しない冷却媒体供給装置から冷却媒体が供給される。

ところで、図１に示すように、燃料電池車両１０の前方側からオフセットした部位に外部荷重Ｆが付与されると、前記燃料電池スタック１６が車体１０ａに対して矢印Ｂｒ方向に変位する場合がある。その際、図６に示すように、係止爪部８６がホルダ部８４の開口部９８から離脱し、弾性配管部２２ａは、ジョイント１０４のみにより固定されている。これにより、燃料電池スタック１６の変位を吸収し得る配管長が維持される。

燃料電池スタック１６が、さらに矢印Ｂｒ方向に、すなわち、車体側取り付け部７６から離間する方向に変位する場合がある。このため、燃料電池スタック１６と車体側取り付け部７６とに両端が固定されている弾性配管部２２ａには、引張力が作用し易い。

この場合、第１の実施形態では、弾性配管部２２ａの他端と車体側取り付け部７６とは、固定機構８０により固定されている。固定機構８０は、図４及び図６に示すように、弾性配管部２２ａに設けられる配管側連結部１０６と、車体側取り付け部７６に設けられる車体側連結部１０８と、前記配管側連結部１０６及び前記車体側連結部１０８を一体に固定するリベット１１８とを備えている。そして、リベット１１８のせん断荷重は、弾性配管部２２ａの破断荷重よりも小さい値に設定されている。

従って、図７に示すように、所定の印加荷重である外部荷重Ｆにより燃料電池スタック１６が車体側取り付け部７６から相対的に離間する際、弾性配管部２２ａに作用する引張力によりリベット１１８が破断する。すなわち、弾性配管部２２ａの配管側連結部１０６は、車体側取り付け部７６の車体側連結部１０８から離脱する。

しかも、配管側連結部１０６の固定部位１０６ｂと車体側連結部１０８の固定部位１０８ｂとは、燃料電池スタック１６が車体側取り付け部７６から相対的に離間する方向に延在して重なり合っている。これにより、弾性配管部２２ａに作用する引っ張り方向に対してせん断力がかかる部分にリベット１１８が設けられるため、外部荷重Ｆの付与時に、前記リベット１１８をより確実に破断させることができる。

このため、第１の実施形態では、簡単且つコンパクトな構成で、弾性配管部２２ａを保持するとともに、外部荷重Ｆに対して前記弾性配管部２２ａが破断することを可及的に抑制することが可能になる。

図８は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池車両１２０を構成する固定機構１２２の要部平面説明図である。なお、第１の実施形態に係る燃料電池車両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。

図８及び図９に示すように、固定機構１２２は、弾性配管部２２ａの他端に設けられる配管側連結部１２４と、車体側取り付け部７６に設けられる車体側連結部１２６とを備える。配管側連結部１２４及び車体側連結部１２６は、一対のゴムマウント１２８により固定される。

配管側連結部１２４は、延設部位１２４ａと前記延設部位１２４ａの端部から屈曲する固定部位１２４ｂとを一体に備える。図９に示すように、固定部位１２４ｂには、ゴムマウント１２８が嵌合する一対の孔部１３０が形成される。各孔部１３０には、燃料電池スタック１６が車体側取り付け部７６から相対的に離間する方向（矢印Ｂｒ方向）に延在してゴムマウント１２８が離脱可能な切り欠き部１３０ｒが形成される。ゴムマウント１２８が切り欠き部１３０ｒから離脱する離脱荷重は、弾性配管部２２ａの破断荷重よりも小さい値に設定される。

車体側連結部１２６は、延設部位１２６ａと前記延設部位１２６ａの端部から屈曲する固定部位１２６ｂとを一体に備える。延設部位１２６ａには、一対のゴムマウント１２８がボルト１３２及びナット１３４を介して装着される。

このように構成される第２の実施形態では、外部荷重Ｆが印加されると、係止爪部８６がホルダ部８４から離脱した後、固定機構１２２を構成する配管側連結部１２４が車体側連結部１２６から離脱する。具体的には、配管側連結部１２４には、弾性配管部２２ａから引っ張り力が作用するため、前記配管側連結部１２４と車体側連結部１２６との間にせん断荷重が付与される。

その際、ゴムマウント１２８が切り欠き部１３０ｒから離脱する離脱荷重は、弾性配管部２２ａの破断荷重よりも小さい値に設定されている。従って、ゴムマウント１２８は、切り欠き部１３０ｒから離脱し、配管側連結部１２４が車体側連結部１２６から離脱することができる。これにより、簡単且つコンパクトな構成で、弾性配管部２２ａを保持するとともに、外部荷重Ｆに対して前記弾性配管部２２ａが破断することを可及的に抑制することが可能になる等、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。

図１０は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池車両１４０を構成する固定機構１４２の要部平面説明図である。なお、第２の実施形態に係る燃料電池車両１２０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。

固定機構１４２は、弾性配管部２２ａの他端に設けられる配管側連結部１４４と、車体側取り付け部７６に設けられる車体側連結部１４６とを備える。配管側連結部１４４及び車体側連結部１４６は、一対のゴムマウント１２８により固定される。

配管側連結部１４４は、延設部位１４４ａと前記延設部位１４４ａの端部から屈曲する固定部位１４４ｂとを一体に備える。固定部位１４４ｂには、ゴムマウント１２８が嵌合する一対の孔部１４８が形成される。各孔部１４８の軸方向は、燃料電池スタック１６が車体側取り付け部７６から相対的に離間する方向（矢印Ｂｒ方向）に延在する。孔部１４８の開口直径Ｄ１は、ボルト１３２の頭部直径Ｄ２よりも大径に設定される（Ｄ１＞Ｄ２）。ゴムマウント１２８が孔部１４８から離脱する離脱荷重は、弾性配管部２２ａの破断荷重よりも小さい値に設定される。

車体側連結部１４６は、延設部位１４６ａと前記延設部位１４６ａの端部から屈曲する固定部位１４６ｂとを一体に備える。固定部位１４６ｂには、一対のゴムマウント１２８がボルト１３２及びナット１３４を介して装着される。

このように構成される第３の実施形態では、外部荷重Ｆが印加されると、係止爪部８６がホルダ部８４から離脱した後、固定機構１４２を構成する配管側連結部１４４が車体側連結部１４６から離脱する。具体的には、配管側連結部１４４には、弾性配管部２２ａから引っ張り力が作用するため、前記配管側連結部１４４と車体側連結部１４６との間に互いに離間する方向に分離荷重が付与される。

その際、ゴムマウント１２８が孔部１４８から離脱する離脱荷重は、弾性配管部２２ａの破断荷重よりも小さい値に設定されている。従って、図１１に示すように、ゴムマウント１２８は、孔部１４８から離脱し、配管側連結部１４４が車体側連結部１４６から離脱することができる。これにより、簡単且つコンパクトな構成で、弾性配管部２２ａを保持するとともに、外部荷重Ｆに対して前記弾性配管部２２ａが破断することを可及的に抑制することが可能になる等、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。

図１２は、本発明の第４の実施形態に係る燃料電池車両１５０を構成する固定機構１５２の要部斜視説明図である。なお、第２の実施形態に係る燃料電池車両１２０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。

固定機構１５２は、弾性配管部２２ａの他端に設けられる配管側連結部１５４と、車体側取り付け部７６に設けられる車体側連結部１５６とを備える。配管側連結部１５４及び車体側連結部１５６は、一対のゴムマウント１２８により固定される。

配管側連結部１５４は、延設部位１５４ａと前記延設部位１５４ａの端部から屈曲する固定部位１５４ｂとを一体に備える。図１２及び図１３に示すように、固定部位１５４ｂには、燃料電池スタック１６が車体側取り付け部７６から相対的に離間する際、破断して固定機構１５２による固定機能を解除する切り欠き部位（強度低下部位）１５８が設けられる。切り欠き部位１５８が破断される破断荷重は、弾性配管部２２ａの破断荷重よりも小さい値に設定される。

なお、強度低下部位は、切り欠き部位１５８に限定されるものではなく、例えば、薄肉部位や開口部を設けることにより構成してもよい。

車体側連結部１５６は、延設部位１５６ａと前記延設部位１５６ａの端部から屈曲する固定部位１５６ｂとを一体に備える。固定部位１５６ｂには、一対のゴムマウント１２８が装着される。

このように構成される第４の実施形態では、外部荷重Ｆが印加されると、係止爪部８６がホルダ部８４から離脱した後、固定機構１５２を構成する配管側連結部１５４が車体側連結部１５６から離脱する。具体的には、配管側連結部１５４には、弾性配管部２２ａから引っ張り力が作用する。その際、固定部位１５４ｂには、切り欠き部位１５８が設けられるとともに、前記切り欠き部位１５８が破断される破断荷重は、弾性配管部２２ａの破断荷重よりも小さい値に設定されている。

このため、固定部位１５４ｂは、切り欠き部位１５８に沿って破断され（図１３中、二点鎖線参照）、弾性配管部２２ａが車体側連結部１５６から離脱することができる。これにより、簡単且つコンパクトな構成で、弾性配管部２２ａを保持するとともに、外部荷重Ｆに対して前記弾性配管部２２ａが破断することを可及的に抑制することが可能になる等、上記の第１〜第３の実施形態と同様の効果が得られる。

１０、１２０、１４０、１５０…燃料電池車両
１４…モータルーム１６…燃料電池スタック
１８…水素タンク２０…燃料ガス系デバイス群
２１…制御装置２２…燃料供給配管
２２ａ…弾性配管部２４…発電セル
３８…ケーシング５０…電解質膜・電極構造体
５２、５４…セパレータ５６…固体高分子電解質膜
５８…アノード電極６０…カソード電極
６２…燃料ガス流路６４…酸化剤ガス流路
６６…冷却媒体流路７６…車体側取り付け部
８０、１２２、１４２、１５２…固定機構
８２…保持部材
１０６、１２４、１４４、１５４…配管側連結部
１０６ａ、１０８ａ、１２４ａ、１２６ａ、１４４ａ、１４６ａ、１５４ａ、１５６ａ…延設部位
１０６ｂ、１０８ｂ、１２４ｂ、１２６ｂ、１４４ｂ、１４６ｂ、１５４ｂ、１５６ｂ…固定部位
１０８、１２６、１４６、１５６…車体側連結部
１１２、１２８…ゴムマウント１１８…リベット
１３０、１４８…孔部１３０ｒ…切り欠き部
１５８…切り欠き部位

Claims

車両前部に設けられるモータルームに配置され、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スタックと、
車両後部に配置され、前記燃料ガスが貯留される燃料タンクと、
前記燃料電池スタックと前記燃料タンクとを接続する燃料供給配管と、
を備える燃料電池車両であって、
前記燃料供給配管は、一端が前記燃料電池スタックに固定されるとともに、他端が車体側取り付け部に固定される弾性配管部を有し、
前記弾性配管部の前記他端と前記車体側取り付け部とは、所定の印加荷重により前記燃料電池スタックが前記車体側取り付け部から相対的に離間する際、該弾性配管部の該他端が前記車体側取り付け部から離脱するように、固定機構により固定されていることを特徴とする燃料電池車両。
請求項１記載の燃料電池車両であって、前記固定機構は、前記弾性配管部の前記他端に設けられる配管側連結部と、
前記車体側取り付け部に設けられる車体側連結部と、
前記配管側連結部と前記車体側連結部とを固定するリベットと、
を備え、
前記リベットのせん断荷重は、前記弾性配管部の破断荷重よりも小さい値に設定されていることを特徴とする燃料電池車両。
請求項２記載の燃料電池車両であって、前記リベットにより互いに固定される前記配管側連結部の固定部位と前記車体側連結部の固定部位とは、前記燃料電池スタックが前記車体側取り付け部から相対的に離間する方向に延在して重なり合っていることを特徴とする燃料電池車両。
請求項１記載の燃料電池車両であって、前記固定機構は、前記弾性配管部の前記他端に設けられる配管側連結部と、
前記車体側取り付け部に設けられる車体側連結部と、
前記配管側連結部と前記車体側連結部とを固定するゴムマウントと、
を備えていることを特徴とする燃料電池車両。
請求項４記載の燃料電池車両であって、前記配管側連結部又は前記車体側連結部には、前記燃料電池スタックが前記車体側取り付け部から相対的に離間する方向に延在し、前記ゴムマウントから離脱可能な切り欠き部が形成されていることを特徴とする燃料電池車両。
請求項４記載の燃料電池車両であって、前記ゴムマウントは、前記燃料電池スタックが前記車体側取り付け部から相対的に離間する際、前記配管側連結部又は前記車体側連結部から離脱可能な状態で装着されていることを特徴とする燃料電池車両。
請求項１記載の燃料電池車両であって、前記固定機構は、前記弾性配管部の前記他端に設けられる配管側連結部と、
前記車体側取り付け部に設けられる車体側連結部と、
を備え、
前記配管側連結部と前記車体側連結部とが互いに固定されるとともに、前記配管側連結部又は前記車体側連結部には、前記燃料電池スタックが前記車体側取り付け部から相対的に離間する際、破断して前記固定機構による固定機能を解除する強度低下部位が設けられていることを特徴とする燃料電池車両。