JP7327365B2 - 燃料電池モジュール - Google Patents

Description

本発明は、燃料電池モジュールに関する。

従来、この種の燃料電池モジュールとして、たとえば、特許文献１には、燃料電池スタックと、これを駆動する複数の補機と、を有した燃料電池モジュールが提案されている。この燃料電池モジュールの燃料電池スタックは、スタックケース内に収容され、複数の補機類は、エンドプレートに取り付けられた状態で、補機カバー内に収容され、補機カバーは、スタックケースに取り付けられている。

特開２０１３－４３５２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の燃料電池モジュールには、燃料電池スタックおよび補機に接続され、使用時に点検またはメンテナンスされる複数のメンテナンス部品も存在し、これらの配置状態に関して検討されていない。したがって、燃料電池モジュールを取り付けたのち、メンテナンス部品の点検またはメンテナンスを円滑にできないことが想定される。

このような点を鑑みて、本発明として、複数のメンテナンス部品を円滑に点検またはメンテナンスすることができる燃料電池モジュールを提供する

前記課題を解決すべく、本発明に係る燃料電池モジュールは、燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックを駆動させる複数の補機と、前記燃料電池スタックまたは前記複数の補機のいずれかに接続され、点検またはメンテナンスされる複数のメンテナンス部品と、前記燃料電池スタック、前記複数の補機、および前記複数のメンテナンス部品を支持するフレームと、を備えた燃料電池モジュールであって、前記フレームは、梁および柱に囲まれた内部空間が形成された立体構造を有しており、前記燃料電池スタックおよび前記複数の補機は、前記内部空間に収納された状態で、前記フレームに固定されており、前記燃料電池モジュールの平面視において、前記複数のメンテナンス部品は、前記内部空間から外れた外部空間のうち、前記フレームに対して一方側の外部空間に配置された状態で、前記フレームに固定されている。

本発明によれば、点検またメンテナンスを要するメンテナンス部品は、フレームの内部空間から外れた外部空間のうち、フレームに対して一方側の外部空間に配置された状態で、フレームに固定されている。このため、燃料電池モジュールを車両等に取り付ける際に、フレームの一方側の外部空間の近傍に、作業が可能となる空間を設ければ、複数のメンテナンス部品を円滑に点検またはメンテナンスすることができる。

なお、本発明でいう「メンテナンス部品」とは、燃料電池スタックを使用後に、車検などの定期点検またはユーザによる日常点検などを行い、メンテナンスするための部品であり、これらのメンテナンス部品には、燃料電池スタックを駆動するための補機も含まれていてもよい。また、ここでいう、メンテナンスとは、メンテナンス部品のそのものの補修（清掃）、交換、または、液等の補充を含むものである。

ここで、メンテナンス部品は、点検またはメンテナンスされる部品であれば、その部品は、特に限定されるものではなく、たとえば、以下に示す態様であってもよい。具体的な態様としては、前記複数のメンテナンス部品は、前記燃料電池スタックから排出される第１冷却液を冷却する第１熱交換器と、補給用の前記第１冷却液を貯蔵する第１タンクと、前記複数の補機のうち、いくつかの補機から排出される第２冷却液を冷却する第２熱交換器と、補給用の前記第２冷却液を貯蔵する第２タンクと、前記第１熱交換器と前記燃料電池スタックとの間を循環する前記第１冷却液に含まれるイオンを補足するイオン交換器と、前記複数の補機のうち、前記燃料電池スタックにエアを供給するコンプレッサの上流に配置されたエアクリーナと、前記燃料電池スタックまたは前記複数の補機のいくつかに電気的に接続されたリレーボックスと、のうち、少なくとも２つ以上が含まれている。

これらの例示されるメンテナンス部品は、定期的な点検またはメンテナンスが行われる部品である。第１および第２熱交換器は、継続した使用により、冷却性能が低下するため、点検、清掃、必要に応じて交換される。第１および第２タンクは、第１および第２タンクの第１および第２冷却液の貯蔵量が確保されるように、定期的に点検され、第１および第２タンクのそれぞれには、第１および第２冷却液が補給される。イオン交換器は、イオン交換性能が低下すると、定期的に補修または交換される。エアクリーナは、エアに含有するコンタミの捕獲性能（浄化率）が低下することがあるため、定期的にフィルタ等の清掃または交換される。リレーボックスは、燃料電池スタックまたは複数の補機のいくつかに電気的に接続された中継ボックスであり、定期的に点検される。

このように、これらのメンテナンス部品は、点検またはメンテナンスの頻度が高いため、フレームに対して一方側の外部空間に配置すれば、円滑に点検またはメンテナンスの作業効率を高めることができる。

上述したメンテナンス部品を、フレームに対して一方側の外部空間に配置した状態で、フレームに固定することができるのであれば、たとえば、以下に示す態様であってもよい。具体的な態様としては、前記複数のメンテナンス部品は、前記第１タンクまたは前記第２タンクを含み、前記燃料電池モジュールの平面視において、前記フレームの外形は矩形状であり、前記第１タンクまたは第２タンクは前記フレームの隅部側に配置されていてもよい。

この態様によれば、第１または第２タンクを、前記燃料電池モジュールの平面視において、フレームの隅部側の外部空間に配置することにより、第１または第２冷却液の貯蔵量を簡単に確認することができる。特に、第１または第２タンクが、透明な材料など、光透過性を有する材料を用いれば、貯蔵量の点検をより円滑に行うことができる。

さらに具体的な態様としては、前記メンテナンス部品は、前記第１タンクと前記第１熱交換器とで構成される第１セット、または前記第２タンクと前記第２熱交換器とで構成される第２セットのいずれかのセットを少なくとも含み、前記第１タンクは、前記第１熱交換器よりも上側に配置されている、または、前記第２タンクは、前記第２熱交換器よりも上側に配置されていてもよい。

この態様によれば、メンテナンス部品が、第１セットを含む場合には、第１タンクは、第１熱交換器よりも上側に配置されているので、第１タンクの液補給口から、第１熱交換器および冷却経路内に溜る空気を簡単に抜くことができる。同様に、メンテナンス部品が、第２セットを含む場合には、第２タンクは、第２熱交換器よりも上側に配置されているので、第２タンクの液補給口から、第２熱交換器および冷却経路内に溜る空気を簡単に抜くことができる。さらに、第１または第２タンクのそれぞれに、第１および第２冷却液を補給し易い。

さらに具体的な態様としては、前記メンテナンス部品は、前記イオン交換器と、前記リレーボックスと、を含み、前記イオン交換器と前記リレーボックスとは、前記外部空間において、前記内部空間から離れる方向に並設されており、前記リレーボックスは、前記イオン交換器よりも、前記内部空間から離れた位置に配置されていてもよい。

この態様によれば、イオン交換器よりも点検頻度の高いリレーボックスは、イオン交換器よりも、フレームの内部空間から離れた位置に配置されているため、リレーボックスの点検をより円滑に行うことができる。

さらに具体的な態様としては、前記フレームには、前記一方側の外部空間に、棚部材が取り付けされており、前記複数のメンテナンス部品は、前記棚部材を挟んで上下に配置されている。

この態様によれば、メンテナンス部品を棚部材の上下に配置することで、少ないスペースに効率よく集約することができるため、燃料電池モジュールの姿勢の安定させることができる。

本発明に係る燃料電池モジュールによれば、複数のメンテナンス部品を円滑に点検またはメンテナンスすることができる。

本実施形態に係る燃料電池モジュールの模式的斜視図である。 本実施形態に係る燃料電池モジュールの一実施形態を構成する燃料電池システムの概略系統図である。 図１に示す燃料電池モジュールのフレームの斜視図である。 図１に示す燃料電池モジュールに燃料電池スタックおよび補機を取り付けた状態の斜視図である。 本実施形態の燃料電池モジュールのメンテナンス部品近傍の部分的な平面図である。

以下、本実施形態に係る燃料電池モジュールの一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る燃料電池モジュール１は、燃料電池スタック１Ａと、燃料電池スタック１Ａを駆動させる複数の補機（後述する）と、燃料電池スタック１Ａおよび複数の補機を固定するフレーム１０と、を備える。フレーム１０については後述する。図２に示すように、燃料電池システム１００は、燃料電池モジュール１、メンテナンス部品等の機器のほか、水素タンク等の他の装置から構成される。

燃料電池スタック１Ａの燃料電池セルは、イオン透過性の電解質膜と、該電解質膜を挟持するアノード側触媒層（アノード電極）およびカソード側触媒層（カソード電極）とからなる膜電極接合体（ＭＥＡ）を備えている。ＭＥＡの両側には、燃料ガスである水素ガスおよび酸化剤ガスであるエアを供給するとともに電気化学反応によって生じた電気を集電するためのガス拡散層（ＧＤＬ）が形成されている。ＧＤＬが両側に配置された膜電極接合体は、ＭＥＧＡと称され、ＭＥＧＡは、一対のセパレータにより挟持されている。ここで、ＭＥＧＡが燃料電池の発電部であり、ガス拡散層がない場合には、ＭＥＡが燃料電池の発電部となる。

燃料電池スタック１Ａは、これを駆動する複数の補機に接続されており、図２に示すように、これらの補機は、エア供給系２０、水素ガス供給系３０、冷却系４０、および制御系５０を構成している。

エア供給系２０は、燃料電池スタック１Ａを構成する各セルのカソード電極にエアを供給し、各燃料電池セルで電気化学反応に供された後のオフガスを燃料電池スタック１Ａから排出するものである。エア供給系２０には、燃料電池スタック１Ａの上流側から、エアクリーナ２１、コンプレッサ２２、およびインタクーラ２３等が設けられ、燃料電池スタック１Ａの下流側には、マフラ２８等が設けられている。

エアクリーナ２１は、大気中から取り込むエア中の塵埃等のコンタミを除去するものであり、燃料電池スタック１Ａにエアを供給するコンプレッサ２２の上流に配置される。コンプレッサ２２は、エアクリーナ２１を介して導入されたエアを圧縮し、圧縮されたエアをインタクーラ２３へ圧送する。インタクーラ２３は、コンプレッサ２２から圧送されて導入されたエアを通過させるときに、例えば冷却液との熱交換によって冷却し、燃料電池スタック１Ａ（のカソード電極）に供給する。本実施形態の燃料電池モジュール１では、燃料電池スタック１Ａの補機として、コンプレッサ２２およびインタクーラ２３が、フレーム１０に固定されている。

水素ガス供給系３０は、燃料電池スタック１Ａを構成する各セルのアノード電極に水素ガスを供給し、各燃料電池セルで電気化学反応に供された後のオフガスを燃料電池スタック１Ａから排出するものである。水素ガス供給系３０は、燃料電池スタック１Ａの上流側から、水素ガス供給源３１、および水素ガス供給装置３３を備え、燃料電池スタック１Ａの下流側には、気液分離器３７を備えている。水素ガス供給系３０は、気液分離器３７を通過した水素ガスを上流側に循環させる水素ガスポンプ３８を備えている。

水素ガス供給装置３３は、燃料電池スタック１Ａに水素ガスを供給するインジェクタ等を備えている。気液分離器３７は、オフガスに含まれる生成水を分離し、生成水を分離した水素ガスは水素ガスポンプ３８に送られ、生成水はマフラ２８に送られる。水素ガスポンプ３８は、気液分離器３７で分離された水素ガスを圧送して、燃料ガス供給流路へ循環させる。本実施形態の燃料電池モジュール１では、燃料電池スタック１Ａの補機として、水素ガスポンプ３８等が、フレーム１０内に搭載されている。

冷却系４０は、燃料電池スタック１Ａを冷却する第１冷却系４０Ａと、後述するコンバータ５４等が集約された高電圧機器５４Ａ（図１参照）、コンプレッサ２２のモータ等を冷却する第２冷却系４０Ｂと、で構成されている。

第１冷却系４０Ａは、循環系であり、第１冷却系４０Ａには、第１ポンプ４２Ａ、第１熱交換器４３Ａ、三方弁（ロータリバルブ）４５、イオン交換器４７、および第１タンク４８Ａが設けられている。第１ポンプ４２Ａは、第１熱交換器４３Ａで冷却された第１冷却液（冷却液）を燃料電池スタック１Ａに圧送する。第１熱交換器４３Ａは、燃料電池スタック１Ａから排出される第１冷却液を冷却する。イオン交換器４７は、燃料電池スタック１Ａを冷却する冷却液からイオンを除去する機能を有しており、バイパス通路に設けられている。三方弁４５は、燃料電池スタック１Ａから排出された冷却液を、第１熱交換器４３Ａまたはイオン交換器４７に分流する。第１タンク４８Ａは、第１冷却系４０Ａに補給用の冷却液を収容しており、冷却液の不足時に、第１冷却系４０Ａに補給用の冷却液が供給される。本実施形態では、燃料電池スタック１Ａの補機として、第１ポンプ４２Ａおよび三方弁４５等が、フレーム１０に固定されている。

第２冷却系４０Ｂには、第２熱交換器４３Ｂ、第２ポンプ４２Ｂ、および第２タンク４８Ｂが設けられている。第２ポンプ４２Ｂは、第２熱交換器４３Ｂで冷却された第２冷却液（冷却液）をコンバータ５４等に圧送する。第２熱交換器４３Ｂは、コンバータ５４等のいくつかの補機から排出される冷却液を冷却する。第２タンク４８Ｂは、第２冷却系４０Ｂに補給用の冷却液を収容しており、冷却液の不足時に、第２冷却系４０Ｂに補給用の冷却液が供給される。本実施形態では、燃料電池スタック１Ａの補機として、第２ポンプ４２Ｂ等が、フレーム１０に固定されている。

エア供給系２０、水素ガス供給系３０、冷却系４０の各機器（補機等）は、可撓性を有したパイプ７で接続されており、バルブを介して、これらを流れる流体の流量、圧力等が制御されている。なお、図１および図４では、複数のパイプのうち、その一部のパイプ７が示されている。

制御系５０は、燃料電池スタック１Ａの駆動等を制御するものである。制御系５０には、制御装置５１、バッテリ５２、ＰＣＵ５３、コンバータ５４、ジャンクションボックス（中継ボックス）５５、および負荷５６が設けられている。制御装置５１は、上述したバルブ、後述するＰＣＵ（パワーコントロールユニット）５３を制御する。バッテリ５２は、燃料電池スタック１Ａで発電された電力を蓄電する。ＰＣＵ５３は、制御装置５１の制御に応じてジャンクションボックス５５を介して負荷５６に電力を供給する。コンバータ５４は、高電圧機器５４Ａ（図１参照）に含まれており、燃料電池スタック１Ａの出力電圧を昇圧してＰＣＵ５３に供給する。これらの補機は、ケーブル６を介して電気的に接続されているが、図１および図４では、複数のケーブルのうち、それらの一部のケーブル６が示されている。

これらの他にも、図２の系統図には省略しているが、図１等に示す、リレーボックス５８が設けられている。リレーボックス５８は、燃料電池スタック１Ａまたはコンバータ５４を含む高電圧機器５４Ａ等の複数の補機のいくつかの補機に電気的に接続されており、例えば、バッテリ５２からいくつかの補機への電力の供給、燃料電池スタック１Ａからバッテリ５２への電力の供給を選択的に行う、リレー（図示せず）が収容されたボックスである。

ここで、本実施形態では、図１および図４に示すように、フレーム１０には、燃料電池スタック１Ａおよび複数の補機が固定されている。フレーム１０に固定される複数の補機は、コンプレッサ２２、インタクーラ２３、水素ガス供給装置３３、水素ガスポンプ３８、第１ポンプ４２Ａ、三方弁４５、第２ポンプ４２Ｂ、ＰＣＵ５３、高電圧機器５４Ａ、ジャンクションボックス５５等である。これらの補機は、後述するフレーム１０の梁（下梁１１、上梁１３）と柱１２とに囲まれた内部空間ＳＩに収納された状態で、フレーム１０に固定されており、図１および図４において、符号８を付している。

また、エアクリーナ２１、第１および第２熱交換器４３Ａ、４３Ｂ、イオン交換器４７、第１および第２タンク４８Ａ、４８Ｂ、およびリレーボックス５８は、点検またはメンテナンスを要するメンテナンス部品であり、図１、図４、および図５において、符号９を付している。なお、メンテナンス部品９は、これらの部品に限定されず、複数のメンテナンス部品の一部には、燃料電池スタック１Ａを駆動する補機を含んでいてもよい。さらに、フレーム１０に配置される補機または部品は、上に示す以外の補機または部品が含まれていてもよい。

本実施形態では、燃料電池スタック１Ａ、複数の補機８、およびメンテナンス部品９は、フレーム１０に支持される。図３において、フレーム１０は、梁１１、１３および柱１２に囲まれた内部空間ＳＩが形成された立体構造である。基本的には金属製の溝型鋼材やアングル材、パイプ材等を接合することにより構成されている。

より具体的には、図３に示すように、フレーム１０は、矩形状に連結され、水平方向に延在した下梁１１と、下梁１１の連結部分から、鉛直方向に延在した柱１２と、柱１２の上部を連結し、水平方向に延在した上梁１３とを有している。これにより、フレーム１０には、内部空間ＳＩが形成される。本実施形態では、内部空間ＳＩは、相互に連結された複数の下梁１１と、下梁１１、１１同士の連結部分から立設した各柱１２と、柱同士１２、１２を連結する上梁１３により囲まれた空間である。

さらに、フレーム１０は、長辺方向に沿った下梁１１の中央と、当該下梁１１に対して鉛直方向に対向した上梁１３とを連結する連結柱１６Ａと、対向する上梁１３、１３同士を連結する連結梁１６Ｂとを有している。さらに、対向する長辺の下梁１１、１１同士には、支持板１６Ｃが連結されており、支持板１６Ｃと、短辺の各下梁１１を渡すように、支持板１６Ｄが連結されている。

フレーム１０には、内部空間から外れた外部空間のうち、フレーム１０に対して一方側の外部空間ＳＯに、棚部材１８が取り付けられている。本実施形態では、棚部材１８は板状の部材であり、棚部材１８は、柱１２に溶接等により固定されている。さらに、棚部材１８の上方の上梁１３には、メンテナンス部品９の一部をフレーム１０に固定するブラケット１９が取り付けられている。

図４に示すように、燃料電池スタック１Ａおよび複数の補機８は、フレーム１０の内部空間ＳＩに収納された状態で、フレーム１０に固定されている。具体的には、内部空間ＳＩ内において、フレーム１０に固定される補機８は、コンプレッサ２２、インタクーラ２３、水素ガス供給装置３３、水素ガスポンプ３８、第１ポンプ４２Ａ、三方弁４５、第２ポンプ４２Ｂ、ＰＣＵ５３、高電圧機器５４Ａ、ジャンクションボックス５５等である。

さらに、図５に示すように、燃料電池モジュール１の平面視において、下梁１１、柱、および上梁１３で形成されたフレーム１０の外形は矩形状である。複数のメンテナンス部品９は、その平面視において、フレーム１０の内部空間ＳＩから外れた、フレーム１０に対して一方側の外部空間ＳＯに配置された状態で、フレーム１０に固定されている。具体的には、複数のメンテナンス部品９は、平面視において対向する上梁１３、１３（下梁１１、１１）の一方側の上梁１３（下梁１１）に隣接した外部空間ＳＯに配置されている。これら複数のメンテナンス部品は、棚部材１８を挟んで上下に配置されている。

具体的には、本実施形態では、複数のメンテナンス部品９は、エアクリーナ２１、第１および第２熱交換器４３Ａ、４３Ｂ、イオン交換器４７、第１および第２タンク４８Ａ、４８Ｂ、およびリレーボックス５８を含んでいる。

棚部材１８の上側には、エアクリーナ２１、第２熱交換器４３Ｂ、イオン交換器４７、第１および第２タンク４８Ａ、４８Ｂ、およびリレーボックス５８が配置されており、棚部材１８の下側には、第１熱交換器４３Ａが配置されている。メンテナンス部品９を棚部材１８の上下に配置することで、少ないスペースに効率よく集約することができるため、燃料電池モジュール１の姿勢の安定性を高めることができる。

本実施形態では、エアクリーナ２１と、第１および第２タンク４８Ａ、４８Ｂとが、ブラケット１９を介して、フレーム１０に固定されている。その他のメンテナンス部品９は、棚部材１８に直接固定されていてもよく、例えば、ブラケット、または、隣接するメンテナンス部品を介して、棚部材１８またはフレーム１０に固定されていてもよい。

これらの例示されるメンテナンス部品９は、定期的な点検またはメンテナンスが行われる部品である。第１および第２熱交換器４３Ａ、４３Ｂは、継続した使用により、第１または第２冷却液によるラジエータ等の腐食、異物の付着等が発生することがあり、点検、清掃、必要に応じて交換される。

第１および第２タンク４８Ａ、４８Ｂに貯蔵される第１および第２冷却液は、第１および第２熱交換器４３Ａ、４３Ｂのそれぞれに循環する第１および第２冷却液が不足したときに、これら循環経路に補給される。したがって、第１および第２タンク４８Ａ、４８Ｂの第１および第２冷却液の貯蔵量が確保されるように、第１および第２タンク４８Ａ、４８Ｂは、定期的に点検され、第１および第２タンク４８Ａ、４８Ｂのそれぞれには、第１および第２冷却液が補給される。

イオン交換器４７には、イオン交換膜（図示せず）が配置されており、燃料電池スタック１Ａから排出される第１冷却液に金属イオン等が含まれる場合には、イオン交換膜で、金属イオン等のイオンを捕獲する。したがって、イオン交換器４７によるイオン交換性能は、イオンの捕獲量に応じて低下するため、イオン交換器４７は、定期的に補修または交換される。

エアクリーナ２１には、たとえばフィルタ（図示せず）が配置されており、フィルタは、エアに含有するコンタミを捕獲する。したがって、エアクリーナ２１を使用し続けると、コンタミにより、フィルタが目詰まりを起こすため、エアクリーナ２１のフィルタは、定期的に清掃または交換される。

リレーボックス５８は、燃料電池スタック１Ａまたは複数の補機８のいくつかに電気的に接続されたリレーを収容した中継ボックスであり、リレーボックス５８は、他のメンテナンス部品９に比べて点検頻度が高い。

このように、これらのメンテナンス部品９は、フレーム１０の内部空間ＳＩに収容された補機８に比べて、点検またはメンテナンスされる頻度が高い。したがって、フレームに対して一方側の外部空間に配置すれば、円滑に点検することができ、またはメンテナンスの作業効率を高めることができる。

さらに、本実施形態では、図５に示すように、燃料電池モジュール１の平面視において、第１タンク４８Ａおよび第２タンク４８Ｂは、それぞれ、フレーム１０の隅部１０ａ側（隅部１０ａ近傍）に配置されている。本実施形態では、フレーム１０の両方の各隅部１０ａ側に、第１タンク４８Ａおよび第２タンク４８Ｂのそれぞれが配置されているが、第１または第２冷却液の補給の頻度が多いいずれか一方のタンクを、一方の隅部１０ａ側に配置してもよい。このような配置により、第１または第２冷却液の貯蔵量を簡単に確認することができる。特に、第１または第２タンク４８Ａ、４８Ｂに、透明な材料など、光透過性を有する材料を用いれば、貯蔵量の点検をより円滑に行うことができる。

本実施形態では、第１および第２タンク４８Ａ、４８Ｂは、棚部材１８の上側に配置され、第１および第２タンク４８Ａ、４８Ｂの蓋４８ａは、タンク上部に設けられている。このため、蓋４８ａの取り付けおよび取り外しがし易く、蓋４８ａを外して、タンク本体の液補給口から、第１または第２冷却液を補給し易い。

さらに、第１タンク４８Ａと第１熱交換器４３Ａとを第１セット、第２タンク４８Ｂと第２熱交換器４３Ｂとを第２セットとした場合、第１セットを構成する第１タンク４８Ａは、第１熱交換器４３Ａよりも上側に配置されている。第２セットを構成する第２タンク４８Ｂは、第２熱交換器４３Ｂよりも上側に配置されている。具体的には、第１タンク４８Ａは、棚部材１８の上側に配置され、第１熱交換器４３Ａは棚部材１８の下側に配置されている。さらに、第２タンク４８Ｂと第２熱交換器４３Ｂは、棚部材１８の上側で、上下に配置されている。

これにより、メンテナンス部品９が、第１タンク４８Ａは、第１熱交換器４３Ａよりも上側に配置されているので、第１タンク４８Ａの液補給口から、第１熱交換器４３Ａおよび冷却経路内に溜る空気を簡単に抜くことができる。同様に、第２タンク４８Ｂは、第２熱交換器４３Ｂよりも上側に配置されているので、第２タンク４８Ｂの液補給口から、第２熱交換器４３Ｂおよび冷却経路内に溜る空気を簡単に抜くことができる。

図５に示すように、イオン交換器４７とリレーボックス５８とは、外部空間ＳＯにおいて、内部空間ＳＩから離れる方向に並設されており、リレーボックス５８は、イオン交換器４７よりも、内部空間ＳＩから離れた位置に配置されている。イオン交換器４７よりも点検頻度の高いリレーボックス５８は、イオン交換器４７よりも、フレーム１０の内部空間ＳＩから離れた位置に配置されているため、リレーボックス５８の点検をより円滑に行うことができる。

このように、燃料電池モジュール１によれば、点検またメンテナンスを要する複数のメンテナンス部品９は、フレーム１０の内部空間ＳＩから外れた外部空間ＳＯのうち、フレームに対して一方側の外部空間ＳＯに配置された状態で、フレーム１０に固定されている。このため、燃料電池モジュール１を車両等に取り付ける際に、フレーム１０の一方側の外部空間ＳＯの近傍に、作業が可能となる空間を設ければ、複数のメンテナンス部品９を円滑に点検またはメンテナンスすることができる。

以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態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精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。

１：燃料電池モジュール、１Ａ：燃料電池スタック、８：補機、９：メンテナンス部品、１０：フレーム、１１：下梁（梁）、１２：柱、１３：上梁（梁）、１８：棚部材、２１：エアクリーナ、４３Ａ：第１熱交換器、４３Ｂ：第２熱交換器、４８Ａ：第１タンク、４８Ｂ：第２タンク、４７：イオン交換器、５８：リレーボックス、ＳＩ：内部空間、ＳＯ：外部空間

Claims (6)

1. 燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックを駆動させる複数の補機と、前記燃料電池スタックまたは前記複数の補機のいずれかに接続され、点検またはメンテナンスされる複数のメンテナンス部品と、前記燃料電池スタック、前記複数の補機、および前記複数のメンテナンス部品を支持するフレームと、を備えた燃料電池モジュールであって、
   前記フレームは、梁および柱に囲まれた内部空間が形成された立体構造を有しており、
   前記燃料電池スタックおよび前記複数の補機は、前記内部空間に収納された状態で、前記フレームに固定されており、
   前記燃料電池モジュールの平面視において、前記複数のメンテナンス部品は、前記内部空間から外れた外部空間のうち、前記フレームに対して一方側の外部空間に配置された状態で、前記フレームに固定されていることを特徴とする燃料電池モジュール。
2. 前記複数のメンテナンス部品は、
   前記燃料電池スタックから排出される第１冷却液を冷却する第１熱交換器と、
   補給用の前記第１冷却液を貯蔵する第１タンクと、
   前記複数の補機のうち、いくつかの補機から排出される第２冷却液を冷却する第２熱交換器と、
   補給用の前記第２冷却液を貯蔵する第２タンクと、
   前記第１熱交換器と前記燃料電池スタックとの間を循環する前記第１冷却液に含まれるイオンを捕獲するイオン交換器と、
   前記複数の補機のうち、前記燃料電池スタックにエアを供給するコンプレッサの上流に配置されたエアクリーナと、
   前記燃料電池スタックまたは前記複数の補機のいくつかに電気的に接続されたリレーボックスと、のうち、少なくとも２つ以上が含まれていることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池モジュール。
3. 前記複数のメンテナンス部品は、前記第１タンクまたは前記第２タンクを含み、
   前記燃料電池モジュールの平面視において、前記フレームの外形は矩形状であり、前記第１タンクまたは第２タンクは前記フレームの隅部側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池モジュール。
4. 前記メンテナンス部品は、前記第１タンクと前記第１熱交換器とで構成される第１セット、または前記第２タンクと前記第２熱交換器とで構成される第２セットのいずれかのセットを少なくとも含み、
   前記第１タンクは、前記第１熱交換器よりも上側に配置されている、または、前記第２タンクは、前記第２熱交換器よりも上側に配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載の燃料電池モジュール。
5. 前記メンテナンス部品は、前記イオン交換器と、前記リレーボックスと、を含み、
   前記イオン交換器と前記リレーボックスとは、前記外部空間において、前記内部空間から離れる方向に並設されており、
   前記リレーボックスは、前記イオン交換器よりも、前記内部空間から離れた位置に配置されていることを特徴とする請求項２～４のいずれか一項に記載の燃料電池モジュール。
6. 前記フレームには、前記一方側の外部空間に、棚部材が取り付けされており、
   前記複数のメンテナンス部品は、前記棚部材を挟んで上下に配置されていることを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の燃料電池モジュール。

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