JP7056623B2 - ユニット - Google Patents

Description

本発明は、ユニットに関し、電力源とリアクトルがバスバーで接続されたユニットに関する。

電力源と機器をバスバーによって電気的に接続する構成が知られている。例えば、電力源と複数のリアクトルをバスバーによって電気的に接続する構成が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２０１６－１８４９９０号公報

電力源と機器に含まれる複数のリアクトルとを電気的に接続するために、電力源と複数のリアクトルを複数のバスバーで接続することがある。この場合に、複数のバスバーの電力源に接続する端部と複数のリアクトルに接続する端部との間を支持部材で支持することがあるが、支持部材でのバスバーの温度が高くなり、支持部材に悪影響を及ぼすことがある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、支持部材でのバスバーの温度が高くなることを抑制することを目的とする。

本発明は、電力源と、複数のリアクトルを有する機器と、前記電力源と前記複数のリアクトルを電気的に接続し、前記複数のリアクトルに接続する第１端部から前記電力源に接続する第２端部に向かって温度が低くなる温度勾配を有する複数のバスバーと、前記第１端部と前記第２端部の間で前記複数のバスバーを支持する支持部材と、を備え、前記複数のバスバーは、前記電力源と前記複数のリアクトルのうちの第１リアクトルとの間に接続された第１バスバーと、前記電力源と前記複数のリアクトルのうちの第２リアクトルとの間に接続された第２バスバーと、を含み、前記第１バスバーの前記第１端部から前記第２端部までの長さに対する前記支持部材で支持された支持部分から前記第１端部までの長さの割合は、前記第２バスバーの前記第１端部から前記第２端部までの長さに対する前記支持部材で支持された支持部分から前記第１端部までの長さの割合よりも小さく、前記第１バスバーの前記第１端部から前記第２端部までの前記第１バスバーの延在方向に直交する方向の断面積の平均値は、前記第２バスバーの前記第１端部から前記第２端部までの前記第２バスバーの延在方向に直交する方向の断面積の平均値よりも大きい、ユニットである。

本発明によれば、支持部材でのバスバーの温度が高くなることを抑制できる。

図１は、実施例１に係る電源ユニットを説明する概略図である。 図２は、実施例１に係る電源ユニットの回路構成を説明する図である。 図３（ａ）は、実施例１におけるリアクトルとターミナルプレートの間を接続するバスバー近傍の斜視図、図３（ｂ）は、バスバーの断面図である。 図４（ａ）は、比較例におけるリアクトルとターミナルプレートの間を接続するバスバー近傍の斜視図、図４（ｂ）は、バスバーの断面図である。 図５（ａ）及び図５（ｂ）は、比較例におけるリアクトルとターミナルプレートの間を接続するバスバーの温度分布を評価したシミュレーション結果である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は、リアクトルとターミナルプレートの間を接続するバスバーの他の例を示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。

図１は、実施例１に係る電源ユニットを説明する概略図である。なお、図１では、昇圧コンバータ３０を透視して内部のリアクトル３２を図示している。電源ユニット１００は、燃料電池スタック１０と、昇圧コンバータ３０と、ケース５０と、バスバー６０及び７０と、支持部材８０及び８２と、を備える。燃料電池スタック１０は、特許請求の範囲における電力源の一例である。昇圧コンバータ３０は、特許請求の範囲における機器の一例である。

燃料電池スタック１０は、複数の燃料電池セル１２が積層されたセル積層体１４と、ターミナルプレート１６ａ及び１６ｂと、絶縁プレート１８ａ及び１８ｂと、プレッシャプレート２０と、エンドプレート２２ａ及び２２ｂと、テンションプレート２４ａ及び２４ｂと、１又は複数のばね２６と、を備える。ターミナルプレート１６ａ及び１６ｂは、セル積層体１４の積層方向の両端部に配置されている。燃料電池スタック１０は、セル積層体１４がターミナルプレート１６ａ及び１６ｂと絶縁プレート１８ａ及び１８ｂとプレッシャプレート２０とばね２６とエンドプレート２２ａ及び２２ｂとで積層方向から挟持された構造をしている。

ターミナルプレート１６ａ及び１６ｂは、例えば緻密性カーボン又は銅などの導電性材料で形成されていて、燃料電池セル１２が発電した電力を取り出すために用いられる。絶縁プレート１８ａ及び１８ｂは、例えばゴム又は樹脂などの絶縁性材料で形成されていて、ターミナルプレート１６ａ及び１６ｂと、絶縁プレート１８ａ及び１８ｂよりも外側に位置するプレッシャプレート２０並びにエンドプレート２２ａ及び２２ｂと、の間の絶縁を取るために用いられる。プレッシャプレート２０は、例えばステンレス鋼又はアルミニウム合金などの剛性の高い材料で形成されていて、ばね２６によってセル積層体１４に圧縮荷重を付与するために用いられる。テンションプレート２４ａ及び２４ｂは、エンドプレート２２ａ及び２２ｂの間でエンドプレート２２ａ及び２２ｂに固定されている。これにより、エンドプレート２２ａ及び２２ｂの間に、セル積層体１４とターミナルプレート１６ａ及び１６ｂと絶縁プレート１８ａ及び１８ｂとプレッシャプレート２０とが積層される。

なお、実施例１では、エンドプレート２２ｂとテンションプレート２４ａ及び２４ｂとは、セル積層体１４などを収容するスタックケース５０ａの一部によって構成されている場合を例に説明する。エンドプレート２２ｂとテンションプレート２４ａ及び２４ｂは、例えばアルミニウム合金で形成されている。エンドプレート２２ａは、ボルト９０によってスタックケース５０ａに締結固定されている。エンドプレート２２ａは、例えばステンレス鋼又はアルミニウム合金などの剛性の高い部材で形成されている。

プレッシャプレート２０とエンドプレート２２ｂの間にばね２６が配置されている。これにより、ばね２６の反力によって、セル積層体１４及びターミナルプレート１６ａ及び１６ｂなどには積層方向に圧縮荷重が付与される。ばね２６が備わることで、セル積層体１４にかかる圧縮荷重が一定の範囲内に収まり易くなり、発電性能及びシール性能が良好となる。

燃料電池セル１２は、反応ガスとして水素（アノードガス）と空気（カソードガス）の供給を受けて発電する固体高分子形燃料電池である。燃料電池セル１２は、電解質膜の両面に電極を配置した発電体である膜電極接合体と、膜電極接合体を挟持する一対のセパレータと、を備える。電解質膜は、スルホン酸基を有するフッ素系樹脂材料又は炭化水素系樹脂材料で形成された固体高分子膜であり、湿潤状態において良好なプロトン伝導性を有する。電極は、カーボン担体と、スルホン酸基を有する固体高分子であって湿潤状態で良好なプロトン伝導性を有するアイオノマーと、を含んで構成されている。カーボン担体には、発電反応を促進させるための触媒（例えば白金又は白金－コバルト合金など）が担持されている。各セルには、反応ガスを流すためのマニホールドが設けられている。マニホールドを流れる反応ガスは、各セルに設けられたガス流路を介して、各セルの発電領域に供給される。

昇圧コンバータ３０は、コンバータケース５０ｂ内に収容されている。コンバータケース５０ｂは、例えばアルミニウム合金で形成されている。コンバータケース５０ｂは、ボルト９２によってスタックケース５０ａに締結固定されている。これにより、スタックケース５０ａ及びコンバータケース５０ｂで構成されたケース５０によって形成される空間内に、昇圧コンバータ３０と、燃料電池スタック１０に含まれるセル積層体１４、ターミナルプレート１６ａ及び１６ｂ、絶縁プレート１８ａ及び１８ｂ、プレッシャプレート２０、並びにばね２６と、が収容されている。

昇圧コンバータ３０は、リアクトル３２を有する。リアクトル３２は、枠形状の鉄製の芯部３４と、芯部３４の周囲を銅製の線材又は板材が巻回するコイル部３６と、を有する。コイル部３６を構成する線材又は板材は断面積が比較的小さいために発熱量が大きい。このため、コイル部３６が高温になることを抑制するために、コイル部３６の一部が放熱シート３８を介してコンバータケース５０ｂ内に設けられた冷却槽４０に接触している。冷却槽４０の内部には、冷却槽４０の温度を所定温度範囲内に維持するために冷却液が循環している。なお、放熱シート３８を配置する代わりに、コイル部３６と冷却槽４０との間に、ポッティングにより絶縁性の放熱性樹脂材料が塗布されていてもよい。

バスバー６０及び７０は、例えば銅、アルミニウム、又はこれらを含む合金などの電気抵抗の低い金属で形成されていて、ケース５０で形成された空間内に配置されている。バスバー６０は、燃料電池側バスバー６２とコンバータ側バスバー６４を含む。燃料電池側バスバー６２の一端はターミナルプレート１６ａにボルト固定されている。コンバータ側バスバー６４の一端は昇圧コンバータ３０の端子（不図示）に固定されている。燃料電池側バスバー６２の他端とコンバータ側バスバー６４の他端は重ね合わされて接触した状態でボルト９４によって支持部材８０に固定されている。

バスバー７０は、燃料電池側バスバー７２とコンバータ側バスバー７４を含む。燃料電池側バスバー７２の一端はターミナルプレート１６ｂにボルト固定されている。コンバータ側バスバー７４の一端は昇圧コンバータ３０が有するリアクトル３２のコイル部３６に溶接固定されている。燃料電池側バスバー７２の他端とコンバータ側バスバー７４の他端は重ね合わされて接触した状態でボルト９６によって支持部材８２に固定されている。燃料電池スタック１０と昇圧コンバータ３０は、バスバー６０及び７０によって電気的に接続されている。

支持部材８０及び８２は、例えば端子台であり、コンバータケース５０ｂに固定されている。バスバー６０及び７０は、コンバータケース５０ｂとの絶縁を確保するために、支持部材８０及び８２に設けられた樹脂製のホルダーに固定されている。

図２は、実施例１に係る電源ユニットの回路構成を説明する図である。図２のように、昇圧コンバータ３０は、複数のリアクトル３２ａ～３２ｃと、複数の電流センサ４２ａ～４２ｃと、複数のスイッチング素子４４ａ～４４ｃと、複数のダイオード４６ａ～４６ｃと、コンデンサ４８と、を有する。リアクトル３２ａと電流センサ４２ａとダイオード４６ａ、リアクトル３２ｂと電流センサ４２ｂとダイオード４６ｂ、リアクトル３２ｃと電流センサ４２ｃとダイオード４６ｃは、それぞれ直列に接続されている。また、直列に接続されたこれらの構成部品は互いに並列に接続されている。

電流センサ４２ａ～４２ｃは、リアクトル３２ａ～３２ｃに上流側又は下流側で接続されている。スイッチング素子４４ａ～４４ｃは電流センサ４２ａ～４２ｃで検出された値に応じて開閉制御されて、燃料電池スタック１０からの出力電圧が昇圧する。スイッチング素子４４ａ～４４ｃのそれぞれを開閉するデューティー比を制御することにより、リアクトル３２ａ～３２ｃを流れる電流を均一にすることができる。リアクトル３２ａ～３２ｃは、例えば同じ構成をしていて同じ性能を有する同一部品である。

昇圧コンバータ３０は、燃料電池スタック１０からの出力電圧を昇圧して外部負荷９８に出力する。外部負荷９８は、例えば車両を駆動するモータインバータ、燃料電池を駆動するための補機（例えばエアコンプレッサ又は冷却水ポンプなど）のインバータ、車両の空調用補機のインバータなどである。

燃料電池スタック１０とリアクトル３２ａは、燃料電池側バスバー７２ａとコンバータ側バスバー７４ａを含むバスバー７０ａで電気的に接続されている。燃料電池スタック１０とリアクトル３２ｂは、燃料電池側バスバー７２ｂとコンバータ側バスバー７４ｂを含むバスバー７０ｂで電気的に接続され、燃料電池スタック１０とリアクトル３２ｃは、燃料電池側バスバー７２ｃとコンバータ側バスバー７４ｃを含むバスバー７０ｃで電気的に接続されている。バスバー７０ａ～７０ｃは、例えば同じ材料で形成されている。

図３（ａ）は、実施例１におけるリアクトルとターミナルプレートの間を接続するバスバー近傍の斜視図である。図３（ａ）では、支持部材８２を透視してバスバーを図示している。図３（ａ）のように、ターミナルプレート１６ｂと複数のリアクトル３２ａ～３２ｃ（図３（ａ）では不図示）の間に複数のバスバー７０ａ～７０ｃが接続されている。

バスバー７０ａ～７０ｃを構成する燃料電池側バスバー７２ａ～７２ｃは、ターミナルプレート１６ｂに接続する燃料電池側端部７１ａ～７１ｃから支持部材８２で支持された支持部分７３ａ～７３ｃまでの長さが同じになっている。燃料電池側端部７１ａ～７１ｃとは、例えば燃料電池側バスバー７２ａ～７２ｃとターミナルプレート１６ｂとがボルトなどで固定された部分である。支持部分７３ａ～７３ｃとは、例えば燃料電池側バスバー７２ａ～７２ｃ及びコンバータ側バスバー７４ａ～７４ｃと支持部材８２とが重なる部分である。なお、同じ長さには、製造誤差程度に異なる略同じ長さが含まれる。バスバー７０ａ～７０ｃを構成するコンバータ側バスバー７４ａ～７４ｃは、リアクトル３２ａ～３２ｃに接続するリアクトル側端部７５ａ～７５ｃから支持部分７３ａ～７３ｃまでの長さが互いに異なっている。コンバータ側バスバー７４ｂの長さはコンバータ側バスバー７４ａ、７４ｃの長さに比べて短くなっている。リアクトル側端部７５ａ～７５ｃとは、例えばコンバータ側バスバー７４ａ～７４ｃとリアクトル３２ａ～３２ｃが溶接などで固定された部分である。コンバータ側バスバー７４ａ～７４ｃの長さが異なるのは、実装上の制約などによるものである。したがって、バスバー７０ｂの燃料電池側端部７１ｂからリアクトル側端部７５ｂまでの長さに対する支持部分７３ｂからリアクトル側端部７５ｂまでの長さの割合は、バスバー７０ａ、７０ｃの燃料電池側端部７１ａ、７１ｃからリアクトル側端部７５ａ、７５ｃまでの長さに対する支持部分７３ａ、７３ｃからリアクトル側端部７５ａ、７５ｃまでの長さの割合よりも小さくなっている。

燃料電池側バスバー７２ａ～７２ｃは例えば同じ厚さで形成されている。コンバータ側バスバー７４ａ～７４ｃは例えば同じ厚さで形成されている。また、燃料電池側バスバー７２ａ～７２ｃとコンバータ側バスバー７４ａ～７４ｃは例えば同じ厚さで形成されている。なお、同じ厚さには、製造誤差程度に異なる略同じ厚さが含まれる。

燃料電池側バスバー７２ｂは、燃料電池側バスバー７２ａ、７２ｃに比べて幅が大きく形成されている。コンバータ側バスバー７４ｂは、コンバータ側バスバー７４ａ、７４ｃに比べて幅が大きく形成されている。燃料電池側バスバー７２ｂとコンバータ側バスバー７４ｂは例えば同じ幅で形成されている。燃料電池側バスバー７２ａと７２ｃは例えば同じ幅で形成され、コンバータ側バスバー７４ａ、７４ｃは例えば同じ幅で形成されている。燃料電池側バスバー７２ａ、７２ｃとコンバータ側バスバー７４ａ、７４ｃとは例えば同じ幅で形成されている。なお、同じ幅には、製造誤差程度に異なる略同じ幅が含まれる。

図３（ｂ）は、実施例１におけるリアクトルとターミナルプレートの間を接続するバスバーの断面図である。図３（ｂ）は、バスバーが延在する方向に直交する方向でのバスバーの断面（例えば図３（ａ）の一点鎖線部分の断面）を図示している。図３（ａ）で説明したように、燃料電池側バスバー７２ｂ及びコンバータ側バスバー７４ｂは、燃料電池側バスバー７２ａ、７２ｃ及びコンバータ側バスバー７４ａ、７４ｃに比べて、厚さが同じで且つ幅が大きい。このため、図３（ｂ）のように、バスバー７０ｂは、バスバー７０ａ、７０ｃに比べて、断面積が大きくなっている。バスバー７０ｂは燃料電池側端部７１ｂからリアクトル側端部７５ｂにかけてバスバー７０ａ、７０ｃの燃料電池側端部７１ａ、７１ｃからリアクトル側端部７５ａ、７５ｃの幅よりも大きいことから、バスバー７０ｂは全体にわたってバスバー７０ａ、７０ｃよりも断面積が大きくなっている。したがって、バスバー７０ｂの燃料電池側端部７１ｂからリアクトル側端部７５ｂまでの断面積の平均値は、バスバー７０ａ、７０ｃの燃料電池側端部７１ａ、７１ｃからリアクトル側端部７５ａ、７５ｃまでの断面積の平均値よりも大きくなっている。バスバーの燃料電池側端部からリアクトル側端部までの断面積の平均値は、例えばバスバーの燃料電池側端部からリアクトル側端部までの間を５、１０、又は２０などの複数に等分し、等分したそれぞれの断面積の平均値から求めてもよいし、その他の方法を用いて求めてもよい。

ここで、比較例に係る電源ユニットについて説明する。比較例に係る電源ユニットは、実施例１の電源ユニット１００と比べて、リアクトル３２ａ～３２ｃとターミナルプレート１６ｂとの間を接続するバスバーの断面積が異なる点以外は同じ構成をしている。図４（ａ）は、比較例におけるリアクトルとターミナルプレートの間を接続するバスバー近傍の斜視図である。図４（ａ）では、支持部材８２を透視してバスバーを図示している。図４（ａ）のように、比較例では、ターミナルプレート１６ｂと複数のリアクトル３２ａ～３２ｃ（図４（ａ）では不図示）の間に複数のバスバー１７０ａ～１７０ｃが接続されている。バスバー１７０ａ～１７０ｃは、例えば同じ材料で形成されている。

燃料電池側バスバー１７２ａ～１７２ｃは、実施例１の燃料電池側バスバー７２ａ～７２ｃと同様に、燃料電池側端部１７１ａ～１７１ｃから支持部分１７３ａ～１７３ｃまでの長さが同じになっている。また、実施例１のコンバータ側バスバー７４ａ～７４ｃと同様に、コンバータ側バスバー１７４ｂのリアクトル側端部１７５ｂから支持部分１７３ｂまでの長さは、コンバータ側バスバー１７４ａ、１７４ｃのリアクトル側端部１７５ａ、１７５ｃから支持部分１７３ａ、１７３ｃまでの長さよりも短くなっている。

燃料電池側バスバー１７２ａ～１７２ｃ及びコンバータ側バスバー１７４ａ～１７４ｃは、実施例１における燃料電池側バスバー７２ａ～７２ｃ及びコンバータ側バスバー７４ａ～７４ｃと異なり、全て厚さが同じで且つ幅が同じとなって形成されている。

図４（ｂ）は、比較例におけるリアクトルとターミナルプレートの間を接続するバスバーの断面図である。図４（ｂ）は、バスバーが延在する方向に直交する方向でのバスバーの断面（例えば図４（ａ）における一点鎖線部分の断面）を図示している。図４（ａ）で説明したように、燃料電池側バスバー１７２ａ～１７２ｃとコンバータ側バスバー１７４ａ～１７４ｃは全て同じ厚さで且つ同じ幅となっている。このため、図４（ｂ）のように、バスバー１７０ａ～１７０ｃは燃料電池側端部１７１ａ～１７１ｃからリアクトル側端部１７５ａ～１７５ｃにかけて断面積が同じ大きさになっている。

図５（ａ）及び図５（ｂ）は、比較例におけるリアクトルとターミナルプレートの間を接続するバスバーの温度分布を評価したシミュレーション結果である。図５（ａ）及び図５（ｂ）では、バスバー１７０ａ～１７０ｃに同じ大きさの電流が均等に流れたとしてシミュレーションをしている。図５（ａ）及び図５（ｂ）のように、バスバー１７０ａ～１７０ｃは、リアクトル側端部１７５ａ～１７５ｃの温度が燃料電池側端部１７１ａ～１７１ｃの温度に比べて高く、リアクトル側端部１７５ａ～１７５ｃから燃料電池側端部１７１ａ～１７１ｃに向かって徐々に温度が低下する温度勾配を有している。このような温度分布となるのは以下の理由によるものと考えられる。

燃料電池スタック１０は、冷却水により冷却されるため、発電中も所定の温度以下に維持される。このため、バスバー１７０ａ～１７０ｃの燃料電池側端部１７１ａ～１７１ｃの温度は、燃料電池スタック１０の温度近傍の温度に低く抑えられると考えられる。一方、リアクトル３２ａ～３２ｃのコイル部３６を構成する線材又は板材は断面積が比較的小さいことから発熱量が大きい。図１で説明したように、コイル部３６を冷却するために冷却槽４０が設けられているが、コイル部３６のコンバータ側バスバー１７４ａ～１７４ｃが接続される箇所までは冷却され難い。このため、バスバー１７０ａ～１７０ｃのリアクトル側端部１７５ａ～１７５ｃの温度は高くなると考えられる。このような理由から、バスバー１７０ａ～１７０ｃは、リアクトル側端部１７５ａ～１７５ｃから燃料電池側端部１７１ａ～１７１ｃに向かって徐々に温度が低下する温度勾配を有すると考えられる。

また、図５（ａ）及び図５（ｂ）のように、バスバー１７０ｂの支持部分１７３ｂの温度は、バスバー１７０ａ、１７０ｃの支持部分１７３ａ、１７３ｃの温度よりも高くなっている。バスバー１７０ｂは支持部材８２の樹脂ホルダーに固定されることから、バスバー１７０ｂの支持部分１７３ｂの温度が高くなると樹脂ホルダーの強度が低下して変形などが生じる恐れがある。バスバー１７０ｂの支持部分１７３ｂの温度がバスバー１７０ａ、１７０ｃの支持部分１７３ａ、１７３ｃの温度に比べて高くなるのは以下の理由によるものと考えられる。

図４（ａ）で説明したように、コンバータ側バスバー１７４ｂのリアクトル側端部１７５ｂから支持部分１７３ｂまでの長さは、コンバータ側バスバー１７４ａ、１７４ｃのリアクトル側端部１７５ａ、１７５ｃから支持部分１７３ａ、１７３ｃまでの長さよりも短い。したがって、バスバー１７０ｂの支持部分１７３ｂは、バスバー１７０ａ、１７０ｃの支持部分１７３ａ、１７３ｃに比べて、リアクトルからの熱が伝わり易い。このため、バスバー１７０ｂの支持部分１７３ｂの温度は、バスバー１７０ａ、１７０ｃの支持部分１７３ａ、１７３ｃの温度に比べて高くなったと考えられる。

実施例１におけるバスバー７０ａ～７０ｃにおいても、比較例におけるバスバー１７０ａ～１７０ｃと同じ理由から、リアクトル側端部７５ａ～７５ｃから燃料電池側端部７１ａ～７１ｃに向かって温度が低下する温度勾配を有する。バスバー７０ａ～７０ｃの温度は、燃料電池スタック１０の温度とリアクトル３２ａ～３２ｃの温度の影響を受けるが、その他にもバスバー７０ａ～７０ｃを電流が流れる際の電気抵抗による発熱の影響も受ける。これらを踏まえると、燃料電池側端部からリアクトル側端部までの長さに対する支持部分からリアクトル側端部までの長さの割合が小さいバスバーは、割合が大きいバスバーに比べて、支持部分の温度が高くなり易い。図３（ａ）で説明したように、バスバー７０ｂの燃料電池側端部７１ｂからリアクトル側端部７５ｂまでの長さに対する支持部分７３ｂからリアクトル側端部７５ｂまでの長さの割合は、バスバー７０ａ、７０ｃの燃料電池側端部７１ａ、７１ｃからリアクトル側端部７５ａ、７５ｃまでの長さに対する支持部分７３ａ、７３ｂからリアクトル側端部７５ａ、７５ｃまでの長さの割合よりも小さい。したがって、バスバー７０ｂの支持部分７３ｂの温度は高くなり易い。そこで、実施例１では、バスバー７０ｂのリアクトル側端部７５ｂから燃料電池側端部７１ｂまでの断面積の平均値を、バスバー７０ａ、７０ｃのリアクトル側端部７５ａ、７５ｃから燃料電池側端部７１ａ、７１ｃまでの断面積の平均値よりも大きくしている。これにより、バスバー７０ｂの電気抵抗を小さくすることができ、バスバー７０ｂを電流が流れる際の電気抵抗による発熱を小さくすることができる。したがって、バスバー７０ｂの支持部材８２での温度が高くなることを抑制できる。よって、支持部材８２に温度によるダメージを与えることを抑制でき、例えばバスバー７０ｂが固定される樹脂ホルダーの強度低下を抑制できる。

また、バスバー７０ａ、７０ｃの断面積を大きくしないことで、バスバー７０ａ、７０ｃが大型化することを抑制できる。よって、燃料電池スタック１０と昇圧コンバータ３０を接続させる際の配策の自由度の向上、電源ユニット１００の質量の低減、及び電源ユニット１００のコストの低減を図ることができる。

実施例１では、図３（ｂ）のように、バスバー７０ｂは、バスバー７０ａ、７０ｃに比べて、厚さは同じで幅を大きくすることで断面積を大きくする場合を例に示したが、この場合に限られない。図６（ａ）及び図６（ｂ）は、リアクトルとターミナルプレートの間を接続するバスバーの他の例を示す断面図である。図６（ａ）のように、バスバー７０ｂは、バスバー７０ａ、７０ｃに比べて、幅は同じで厚さを大きくすることで断面積を大きくする場合でもよい。図６（ｂ）のように、バスバー７０ｂは、バスバー７０ａ、７０ｃに比べて、厚さと幅の両方を大きくすることで断面積を大きくする場合でもよい。

実施例１では、バスバー７０ｂは、バスバー７０ａ、７０ｃに比べて、リアクトル側端部から燃料電池側端部にかけての全体で断面積が大きい場合を例に示したが、この場合に限られない。バスバー７０ｂのリアクトル側端部７５ｂから燃料電池側端部７１ｂまでの断面積の平均値が、バスバー７０ａ、７０ｃのリアクトル側端部７５ａ、７５ｃから燃料電池側端部７１ａ、７１ｃまでの断面積の平均値より大きくなれば、バスバー７０ｂの一部でバスバー７０ａ、７０ｃよりも断面積が大きい場合でもよい。例えば、燃料電池側バスバー７２ｂの断面積は燃料電池側バスバー７２ａ、７２ｃの断面積と同じで、コンバータ側バスバー７４ｂの断面積がコンバータ側バスバー７４ａ、７４ｃの断面積よりも大きい場合でもよい。コンバータ側バスバー７４ｂの断面積はコンバータ側バスバー７４ａ、７４ｃの断面積と同じで、燃料電池側バスバー７２ｂの断面積が燃料電池側バスバー７２ａ、７２ｃの断面積よりも大きい場合でもよい。

実施例１では、バスバー７０ａ～７０ｃが同じ材料で形成されている場合を例に示したが、例えばバスバー７０ｂがバスバー７０ａ、７０ｃに比べて電気抵抗率の小さい材料で形成されていてもよい。

実施例１では、支持部材８２は樹脂ホルダーを有する端子台である場合を例に示したが、この場合に限られない。例えば、支持部材８２は、図２に示した電流センサ４２ａ～４２ｃであってもよい。一般的に、電流センサは使用可能な温度範囲があり、この温度範囲よりも高くなると故障及び／又は測定誤差が大きくなることが生じる。実施例１では、バスバー７０ｂの支持部材８２での温度が高くなることを抑制できるため、支持部材８２に電流センサ４２ａ～４２ｃを用いた場合でも、電流センサ４２ａ～４２ｃが故障及び／又は測定誤差が大きくなることを抑制できる。

実施例１では、スタックケース５０ａの一部がエンドプレート２２ｂ並びにテンションプレート２４ａ及び２４ｂとして機能する場合を例に示したが、この場合に限られない。スタックケースと、エンドプレート及びテンションプレートなどの燃料電池スタックを構成する部品と、が別々の部品である場合でもよい。

実施例１では、電力源が燃料電池スタック１０で、機器が昇圧コンバータ３０である電源ユニット１００の場合を例に示したが、その他のユニットの場合でもよい。電力源は燃料電池スタック１０の場合に限られず、二次電池などのその他の場合でもよい。機器は昇圧コンバータ３０の場合に限られず、その他の場合でもよい。バスバー７０ａ～７０ｃにリアクトル３２ａ～３２ｃ側から電力源側に向かって温度が低下する温度勾配が形成される電力源及び機器であればよい。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０ 燃料電池スタック
１２ 燃料電池セル
１４ セル積層体
１６ａ、１６ｂ ターミナルプレート
１８ａ、１８ｂ 絶縁プレート
２０ プレッシャプレート
２２ａ、２２ｂ エンドプレート
２４ａ、２４ｂ テンションプレート
２６ ばね
３０ 昇圧コンバータ
３２～３２ｃ リアクトル
３４ 芯部
３６ コイル部
４２ａ～４２ｃ 電流センサ
５０ ケース
６０ バスバー
６２ 燃料電池側バスバー
６４ コンバータ側バスバー
７０～７０ｃ バスバー
７１ａ～７１ｃ 燃料電池側端部
７２～７２ｃ 燃料電池側バスバー
７３ａ～７３ｃ 支持部分
７４～７４ｃ コンバータ側バスバー
７５ａ～７５ｃ リアクトル側端部
８０、８２ 支持部材
１００ 電源ユニット

Claims (1)

1. 電力源と、
   複数のリアクトルを有する機器と、
   前記電力源と前記複数のリアクトルを電気的に接続し、前記複数のリアクトルに接続する第１端部から前記電力源に接続する第２端部に向かって温度が低くなる温度勾配を有する複数のバスバーと、
   前記第１端部と前記第２端部の間で前記複数のバスバーを支持する支持部材と、を備え、
   前記複数のバスバーは、前記電力源と前記複数のリアクトルのうちの第１リアクトルとの間に接続された第１バスバーと、前記電力源と前記複数のリアクトルのうちの第２リアクトルとの間に接続された第２バスバーと、を含み、
   前記第１バスバーの前記第１端部から前記第２端部までの長さに対する前記支持部材で支持された支持部分から前記第１端部までの長さの割合は、前記第２バスバーの前記第１端部から前記第２端部までの長さに対する前記支持部材で支持された支持部分から前記第１端部までの長さの割合よりも小さく、
   前記第１バスバーの前記第１端部から前記第２端部までの前記第１バスバーの延在方向に直交する方向の断面積の平均値は、前記第２バスバーの前記第１端部から前記第２端部までの前記第２バスバーの延在方向に直交する方向の断面積の平均値よりも大きい、ユニット。

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