WO2013111669A1

WO2013111669A1 - 燃料電池車両

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Publication number: WO2013111669A1
Application number: PCT/JP2013/050876
Authority: WO
Inventors: 好永成志; 内藤秀晴
Original assignee: 本田技研工業株式会社
Priority date: 2012-01-26
Filing date: 2013-01-18
Publication date: 2013-08-01
Also published as: DE112013000719B4; JPWO2013111669A1; US9539897B2; US20140367182A1; JP5695220B2; CN104066609A; CN104066609B; DE112013000719T5

Abstract

　燃料電池車両（１０）では、フロントボックス（１２）に、車両走行方向前方から後方に向かって、ラジエータ（９６）、筐体（１６）の突起部位（７１ｂ）、燃料電池スタック（１４）の連結バー（２８ｂ）の順に配置される。第１エンドプレート（２４ａ）及び第２エンドプレート（２４ｂ）は、マウント部材（８４ａ、８４ｂ）を介してフレーム部材（８６）に直接固定され、前記フレーム部材（８６）は、車体フレーム（９２）に固定される。外部荷重（Ｆ）は、ラジエータ（９６）及び筐体（１６）の突起部位（７１ｂ）から第１エンドプレート（２４ａ）及び第２エンドプレート（２４ｂ）に伝達された後、サイドフレーム（９０）を介して車体フレーム（９２）に伝達される。

Description

燃料電池車両

　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有し、複数の前記燃料電池が車両幅方向に積層され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両側に、それぞれアノード電極及びカソード電極を配設した電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を、セパレータによって挟持した発電セルを備えている。この種の燃料電池は、通常、所定の数の発電セルを積層することにより、車載用燃料電池スタックとして使用されている。

　上記の燃料電池スタックが搭載された燃料電池車両では、例えば、前方からの衝撃（外部荷重）が燃料電池スタックに作用した際には、前記燃料電池スタック等の各部品を保護する必要がある。

　このため、例えば、特開２００９－１３７４４３号公報に開示されている電動車両が知られている。この電動車両では、図１０に示すように、モータルーム１内がベースパネル２により上部空間と下部空間とに仕切られている。モータルーム１内の下部空間には、図示しないが、回転電機である走行用モータ及びエアコンプレッサが搭載される一方、前記モータルーム１の上部空間には、燃料電池スタック３及び電力制御ユニット（ＰＣＵ）４が配置されている。

　また、モータルーム１は、車両の前後方向中間部に設けられたダッシュパネル５ａと、車両の幅方向両側に設けられた一対のフェンダー側内側パネル５ｂとを含み、全体を枠状に構成している。

　ベースパネル２は、水平方向の略平板状の平板部２ａと、前記平板部２ａの前端部から連続し、上側のラジエータ６を避けるように、前方に向かう程、低くなるように湾曲した湾曲板部２ｂとを備えている。

　湾曲板部２ｂの車室反対側端部である、前端部上側面が、前側下部フレーム５ｃの下端縁に溶接等により直接結合固定されている。前側下部フレーム５ｃは、車両の前端部に設けて、一対のフェンダー側内側パネル５ｂの前端部の下部に、車両幅方向に掛け渡すように結合されている。また、車両の前端部に設けた前側上部パネル（図示せず）により、一対のフェンダー側内側パネル５ｂの前端部上部が連結されている。

　さらに、平板部２ａは、車両前後方向一端部であり、車室側端部である後端部が、ダッシュパネル５ａの前側面に、水平方向に溶接等により直接結合固定されている。また、平板部２ａは、車両幅方向両端部を、一対のフェンダー側内側パネル５ｂの幅方向内側面に、水平方向に溶接等により直接結合固定されている。平板部２ａの後端部と幅方向両端部とは、ダッシュパネル５ａとフェンダー側内側パネル５ｂとに、略隙間がない状態又は一部に隙間が存在する状態で直接結合している。

　このように構成される電動車両では、例えば、矢印αで示す方向に、衝突等により外部から外力が加わった場合に、ベースパネル２を含む部材で外力を分担して受けることができる。従って、車体を構成する各部材に加わる力が過度に大きくなることを防止し易くなるとともに、ベースパネル２が潰れた場合でも、燃料電池スタック３等の、ベースパネル２に載置した部品等、モータルーム１内の部品に外部から大きな力が加わることを防止し、部品の損傷を有効に防止し易くできる、としている。

　しかしながら、上記の特開２００９－１３７４４３号公報では、電動車両の前方から矢印βで示す方向に、ラジエータ６に衝撃が付与された際に、前記ラジエータ６が後方に移動変形して燃料電池スタック３に直接衝突するおそれがある。これにより、燃料電池スタック３には、多大な外部荷重が直接付与されてしまうという問題がある。

　本発明は、この種の問題を解決するものであり、簡単な構成で、外部荷重が燃料電池に直接作用することを良好に阻止し、前記燃料電池を確実に保護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有し、複数の前記燃料電池が車両幅方向に積層される燃料電池スタックを備える燃料電池車両に関するものである。

　この燃料電池車両では、燃料電池スタックは、燃料電池の積層方向両端にエンドプレートが配設されるとともに、前記エンドプレート間を連結する締結部材の少なくとも１つは、前記燃料電池スタックの車両走行方向前方に前記燃料電池から離間して配置されている。

　車両内部には、車両走行方向前方から後方に向かって、燃料電池冷却用ラジエータ、荷重受け部材、締結部材の順に配置されている。一方、エンドプレートは、車体フレームに固定されている。

　そして、車両走行方向前方から外部荷重が付与された際、前記外部荷重は、少なくとも燃料電池冷却用ラジエータ及び荷重受け部材からエンドプレートに伝達された後、車体フレームに伝達されている。

　また、この燃料電池車両では、外部荷重は、燃料電池冷却用ラジエータ、荷重受け部材及び締結部材からエンドプレートに伝達された後、車体フレームに伝達されることが好ましい。

　さらに、この燃料電池車両では、燃料電池スタックを内部に収容する筐体を備えるとともに、前記筐体の一部は、前記燃料電池スタックの車両走行方向前方に配置されて荷重受け部材を構成することが好ましい。

　本発明によれば、燃料電池車両に車両走行方向前方から外部荷重が付与された際、前記外部荷重は、燃料電池冷却用ラジエータ、荷重受け部材及び締結部材からエンドプレートに伝達された後、燃料電池用フレームから車体フレームに伝達されている。

　このため、外部荷重は、燃料電池スタックを構成する各燃料電池に直接付与されることがなく、前記外部荷重を車体フレームに逃がすことができる。これにより、簡単な構成で、外部荷重が燃料電池に直接作用することを良好に阻止し、前記燃料電池を確実に保護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側面説明図である。前記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燃料電池スタック及び筐体の要部分解斜視説明図である。前記燃料電池スタック及び前記筐体の断面側面図である。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側面説明図である。前記燃料電池車両を構成する燃料電池スタック及び筐体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側面説明図である。前記燃料電池車両の要部斜視説明図である。特開２００９－１３７４４３号公報に開示されている電動車両の要部平面説明図である。

　図１及び図２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１０は、フロントボックス（所謂、モータルーム）（車体内部）１２に収容される燃料電池スタック１４を備える。

　燃料電池スタック１４は、筐体１６内に収容されるとともに、図３に示すように、複数の燃料電池１８が燃料電池車両１０の車長方向（矢印Ｌ方向）に交差する車幅方向（矢印Ｈ方向）に積層されて構成される。

　図３及び図４に示すように、燃料電池スタック１４は、複数の燃料電池１８が、立位姿勢で水平方向（矢印Ｈ方向）に積層される。複数の燃料電池１８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１８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。

　第１エンドプレート２４ａの中央部からは、第１ターミナルプレート２０ａに接続された第１出力端子２６ａが延在する。第２エンドプレート２４ｂの中央部からは、第２ターミナルプレート２０ｂに接続された第２出力端子２６ｂが延在する。

　第１エンドプレート２４ａ及び第２エンドプレート２４ｂは、各角部を切り欠いた横長の略長方形状を有するが、これに限定されるものではなく、例えば、長方形状や正方形状等を有していてもよい。

　第１エンドプレート２４ａと第２エンドプレート２４ｂの各長辺間には、連結バー（締結部材）２８ａの両端がねじ３０により固定される。第１エンドプレート２４ａと第２エンドプレート２４ｂの各短辺間には、連結バー（締結部材）２８ｂの両端がねじ３０により固定される。連結バー２８ａ、２８ｂにより、燃料電池スタック１４の複数の積層された燃料電池１８に積層方向（矢印Ｈ方向）の締め付け荷重が付与される。

　図３に示すように、連結バー２８ａ、２８ｂの第１エンドプレート２４ａ側の端部は、前記第１エンドプレート２４ａの各辺に形成された凹部３２に嵌合する。

　連結バー２８ａ、２８ｂの第２エンドプレート２４ｂ側の端部は、前記第２エンドプレート２４ｂの各辺に形成された凹部３４に嵌合する。

　連結バー２８ａの外面は、第１エンドプレート２４ａ及び第２エンドプレート２４ｂの各長辺と同一面上に且つ隙間なく配置される。連結バー２８ｂは、第１エンドプレート２４ａ及び第２エンドプレート２４ｂの各短辺よりも外方に突出しており、一方の前記連結バー２８ｂは、車両走行方向（矢印Ｌ方向）前方に燃料電池１８から離間して配置される。なお、連結バー２８ｂは、連結バー２８ａと同一の肉厚に設定されるとともに、少なくとも一部、例えば、厚さ方向中央部を外方に膨出させて第１エンドプレート２４ａ及び第２エンドプレート２４ｂの各短辺よりも外方に突出させてもよい。

　図５に示すように、燃料電池１８は、横長の長方形状を有するとともに、電解質膜・電極構造体４０が、第１セパレータ４２及び第２セパレータ４４に挟持される。第１セパレータ４２及び第２セパレータ４４は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、あるいはめっき処理鋼板等の金属セパレータやカーボンセパレータにより構成される。

　燃料電池１８の矢印Ｌ方向（図５中、水平方向）の一端縁部には、積層方向である矢印Ｈ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入口連通孔４６ａ、及び燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出するための燃料ガス出口連通孔４８ｂが、矢印Ｔ方向（鉛直方向）に配列して設けられる。

　燃料電池１８の矢印Ｌ方向の他端縁部には、矢印Ｈ方向に互いに連通して、燃料ガスを供給するための燃料ガス入口連通孔４８ａ、及び酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス出口連通孔４６ｂが、矢印Ｔ方向に配列して設けられる。

　燃料電池１８の矢印Ｔ方向の上端縁部には、冷却媒体を供給するための一対の冷却媒体入口連通孔５０ａが設けられるとともに、前記燃料電池１８の矢印Ｔ方向の下端縁部には、前記冷却媒体を排出するための一対の冷却媒体出口連通孔５０ｂが設けられる。

　第１セパレータ４２の電解質膜・電極構造体４０に向かう面４２ａには、酸化剤ガス入口連通孔４６ａと酸化剤ガス出口連通孔４６ｂとに連通する酸化剤ガス流路５２が設けられる。

　第２セパレータ４４の電解質膜・電極構造体４０に向かう面４４ａには、燃料ガス入口連通孔４８ａと燃料ガス出口連通孔４８ｂとに連通する燃料ガス流路５４が設けられる。

　互いに隣接する燃料電池１８を構成する第１セパレータ４２の面４２ｂと、第２セパレータ４４の面４４ｂとの間には、冷却媒体入口連通孔５０ａと冷却媒体出口連通孔５０ｂとを連通する冷却媒体流路５６が設けられる。

　第１セパレータ４２及び第２セパレータ４４には、それぞれシール部材５８、６０が、一体的又は個別に設けられる。シール部材５８、６０は、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコンゴム、フロロシリコンゴム、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を使用する。

　電解質膜・電極構造体４０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６２と、前記固体高分子電解質膜６２を挟持するカソード電極６４及びアノード電極６６とを備える。

　カソード電極６４及びアノード電極６６は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層と、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とを有する。電極触媒層は、固体高分子電解質膜６２の両面に形成されている。

　図２及び図３に示すように、筐体１６は、燃料電池１８の長辺側に長さ方向（矢印Ｈ方向）に沿って、分割面を有する複数、例えば、２つの分割部材７０ａ、７０ｂを有する。分割部材７０ａ、７０ｂは、例えば、アルミニウム製板材をプレス成形した部材、鋼板（ステンレス鋼板）をプレス成形した部材等により構成され、燃料電池スタック１４の側方（水平方向）から互いに接合された状態で、筒形状、特に、燃料電池スタック１４の外形形状に対応する多角筒形状を有する。

　分割部材７０ａ、７０ｂは、矢印Ｔ方向に延在する側面（鉛直面）に各連結バー２８ｂに対応して外部に突出する突起部位７１ａ、７１ｂを有する。一方の突起部位７１ｂは、荷重受け部材を構成する。なお、筐体１６は、必要に応じて３以上に分割されていてもよい。

　分割部材７０ａの長さ方向に延在する開口側端部には、それぞれ外方（上下方向）に突出するフランジ部７２ａ、７２ａが設けられ、前記フランジ部７２ａは、分割面を構成する。各フランジ部７２ａには、複数の孔部７４ａが所定間隔ずつ離間して設けられる。

　分割部材７０ｂは、同様に、長さ方向に延在する開口側端部に、外方に突出するフランジ部７２ｂが設けられ、前記フランジ部７２ｂにより分割面が構成される。

　各フランジ部７２ｂには、各孔部７４ａに同軸上に配置される複数の孔部７４ｂが形成される。それぞれ同軸上に配置される孔部７４ａ、７４ｂには、ボルト７６が一体に挿入され、前記ボルト７６にナット７７が螺合することにより、分割部材７０ａ、７０ｂ同士が一体に接合される。

　第１エンドプレート２４ａの外周部を周回して、第１シール部材７８ａが密着する一方、第２エンドプレート２４ｂの外周部を周回して、第２シール部材７８ｂが密着する。

　筐体１６の内周面１６ａは、分割部材７０ａ、７０ｂが一体に固定された状態で、第１エンドプレート２４ａの外周部との間で第１シール部材７８ａを挟持し、且つ、第２エンドプレート２４ｂの外周部との間で第２シール部材７８ｂを挟持し、前記筐体１６の内部を気密に保持している。

　図３に示すように、第１エンドプレート２４ａには、酸化剤ガス入口連通孔４６ａ、酸化剤ガス出口連通孔４６ｂ、燃料ガス入口連通孔４８ａ及び燃料ガス出口連通孔４８ｂに連通する酸化剤ガス供給マニホールド８０ａ、酸化剤ガス排出マニホールド８０ｂ、燃料ガス供給マニホールド８２ａ及び燃料ガス排出マニホールド８２ｂが取り付けられる。

　第１エンドプレート２４ａには、一対のマウント部材８４ａの一端が固定されるとともに、前記一対のマウント部材８４ａの他端は、燃料電池用フレーム部材８６に固定される。第１エンドプレート２４ａは、フレーム部材８６に直接固定される。

　図２に示すように、第２エンドプレート２４ｂには、一対の冷却媒体入口連通孔５０ａ及び一対の冷却媒体出口連通孔５０ｂに連通する一対の冷却媒体供給マニホールド８８ａ及び一対の冷却媒体排出マニホールド８８ｂが取り付けられる。一対の冷却媒体供給マニホールド８８ａは、合流して単一の供給配管構造になる一方、一対の冷却媒体排出マニホールド８８ｂは、同様に合流して単一の排出配管構造になる。

　第２エンドプレート２４ｂには、一対のマウント部材８４ｂの一端が固定されるとともに、前記一対のマウント部材８４ｂの他端は、フレーム部材８６に固定される。第２エンドプレート２４ｂは、フレーム部材８６に直接固定される。

　なお、上記の構成に代えて、第１エンドプレート２４ａに、全てのマニホールド（酸化剤ガス供給マニホールド８０ａ、酸化剤ガス排出マニホールド８０ｂ、燃料ガス供給マニホールド８２ａ、燃料ガス排出マニホールド８２ｂ、一対の冷却媒体供給マニホールド８８ａ及び一対の冷却媒体排出マニホールド８８ｂ）を設けてもよい。

　図１及び図２に示すように、フレーム部材８６は、車両側構成部材であるサイドフレーム９０にブラケット９１を介して固定される。サイドフレーム９０は、車体フレーム９２の一部を構成する。フレーム部材８６と車体フレーム９２との間には、走行用モータ９４の他、必要に応じて各種機器が配設される。

　図１に示すように、フロントボックス１２には、車両走行方向前方から後方に向かって、燃料電池冷却用ラジエータ９６、筐体１６の突起部位７１ｂ（荷重受け部材）、燃料電池スタック１４の連結バー２８ｂ（締結部材）の順に配置される。

　このように構成される燃料電池車両１０において、燃料電池スタック１４の動作について、以下に説明する。

　先ず、図３及び図５に示すように、酸化剤ガス供給マニホールド８０ａから酸化剤ガス入口連通孔４６ａに酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス供給マニホールド８２ａから燃料ガス入口連通孔４８ａに水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、図２及び図５に示すように、冷却媒体供給マニホールド８８ａから冷却媒体入口連通孔５０ａに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。

　このため、図５に示すように、酸化剤ガスは、酸化剤ガス入口連通孔４６ａから第１セパレータ４２の酸化剤ガス流路５２に導入される。酸化剤ガスは、矢印Ｌ方向に移動しながら、電解質膜・電極構造体４０を構成するカソード電極６４に供給される。

　一方、燃料ガスは、燃料ガス入口連通孔４８ａから第２セパレータ４４の燃料ガス流路５４に導入される。この燃料ガスは、矢印Ｌ方向に移動しながら、電解質膜・電極構造体４０を構成するアノード電極６６に供給される。

　従って、電解質膜・電極構造体４０では、カソード電極６４に供給される酸化剤ガスと、アノード電極６６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、発電が行われる。これにより、走行用モータ９４に電力が供給されるため、燃料電池車両１０は、走行可能になる。

　次いで、カソード電極６４に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス出口連通孔４６ｂに沿って矢印Ｈ方向に流通し、酸化剤ガス排出マニホールド８０ｂから排出される（図３参照）。一方、アノード電極６６に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス出口連通孔４８ｂに沿って矢印Ｈ方向に流通し、燃料ガス排出マニホールド８２ｂから排出される。

　また、一対の冷却媒体入口連通孔５０ａに供給された冷却媒体は、第１セパレータ４２及び第２セパレータ４４間の冷却媒体流路５６に導入された後、矢印Ｔ方向に流通する。この冷却媒体は、電解質膜・電極構造体４０を冷却した後、一対の冷却媒体出口連通孔５０ｂを流通し、冷却媒体排出マニホールド８８ｂから排出される（図２参照）。

　燃料電池車両１０では、上記のように、燃料電池スタック１４から電力が供給されて走行される。その際、図１に示すように、燃料電池車両１０に前方から衝撃である外部荷重Ｆが加わると、前記燃料電池車両１０の前方部分が内部に変形し、ラジエータ９６を進行方向後方（矢印Ｌｂ方向）に移動変形させる。従って、ラジエータ９６は、筐体１６を構成する分割部材７０ｂの突起部位７１ｂに衝突する。

　突起部位７１ｂの裏面側には、燃料電池スタック１４の連結バー２８ｂが、配置されている。この連結バー２８ｂは、第１エンドプレート２４ａ及び第２エンドプレート２４ｂの各短辺よりも外方に突出し、燃料電池１８から離間している。これにより、突起部位７１ｂに作用する外部荷重Ｆは、連結バー２８ｂに伝達された後、前記連結バー２８ｂが固定される第１エンドプレート２４ａ及び第２エンドプレート２４ｂに伝達される。その際、外部荷重Ｆは、燃料電池１８に伝達されることがない。

　図１及び図２に示すように、第１エンドプレート２４ａ及び第２エンドプレート２４ｂは、マウント部材８４ａ、８４ｂを介してフレーム部材８６に直接固定されている。このため、外部荷重Ｆは、第１エンドプレート２４ａ及び第２エンドプレート２４ｂからフレーム部材８６に伝達された後、前記フレーム部材８６が固定されているサイドフレーム９０を介して車体フレーム９２に伝達されている。

　この場合、第１の実施形態では、車両走行方向前方から外部荷重Ｆが付与された際、前記外部荷重Ｆは、ラジエータ９６、筐体１６の突起部位７１ｂ及び連結バー２８ｂから第１エンドプレート２４ａ及び第２エンドプレート２４ｂに伝達された後、フレーム部材８６からサイドフレーム９０を介して車体フレーム９２に伝達されている。

　従って、外部荷重Ｆは、燃料電池スタック１４の各燃料電池１８に直接付与されることがなく、前記外部荷重Ｆを車体フレーム９２に確実に逃がすことができる。これにより、簡単な構成で、外部荷重Ｆが燃料電池１８に直接作用することを良好に阻止し、前記燃料電池１８を確実に保護することが可能になるという効果が得られる。

　なお、連結バー２８ｂと筐体１６の突起部位７１ｂとの間には、隙間が形成されてもよい。その際、外部荷重Ｆは、ラジエータ９６、筐体１６の突起部位７１ｂから第１エンドプレート２４ａ及び第２エンドプレート２４ｂに伝達された後、フレーム部材８６からサイドフレーム９０を介して車体フレーム９２に伝達されている。

　図６は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池車両１００の要部断面説明図である。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。また、以下に説明する第３の実施形態においても同様に、その詳細な説明は省略する。

　燃料電池車両１００は、図６及び図７に示すように、燃料電池スタック１４を収容する筐体１０２を備える。筐体１０２は、燃料電池１８の短辺側に長さ方向（矢印Ｈ方向）に沿って、分割面を有する複数、例えば、２つの分割部材１０４ａ、１０４ｂを有する。分割部材１０４ａ、１０４ｂは、燃料電池スタック１４の上下方向から互いに接合された状態で、筒形状、特に、燃料電池スタック１４の外形形状に対応する多角筒形状を有する。

　分割部材１０４ａ、１０４ｂは、連結バー２８ｂが配置される部位に分割面を有する。分割部材１０４ａの長さ方向に延在する開口側端部には、それぞれ水平方向外方に突出するフランジ部１０６ａが設けられ、前記フランジ部１０６ａは、分割面を構成する。

　分割部材１０４ｂは、分割部材１０４ａと同様に、長さ方向に延在する開口側端部に、水平方向外方に突出するフランジ部１０６ｂが設けられ、前記フランジ部１０６ｂにより分割面が構成される。

　各フランジ部１０６ａ、１０６ｂは、ボルト７６及びナット７７により固定され、分割部材１０４ａ、１０４ｂ同士が一体に接合される。筐体１０２では、燃料電池スタック１４から車両走行方向前方に突出する一方のフランジ部１０６ａ、１０６ｂにより、荷重受け部材が構成される。

　このように構成される第２の実施形態では、フロントボックス１２には、車両走行方向前方から後方に向かって、ラジエータ９６、筐体１０２のフランジ部１０６ａ、１０６ｂ（荷重受け部材）、燃料電池スタック１４の連結バー２８ｂ（締結部材）の順に配置されている。

　このため、車両走行方向前方から外部荷重Ｆが付与された際、前記外部荷重Ｆは、ラジエータ９６、筐体１６のフランジ部１０６ａ、１０６ｂ及び連結バー２８ｂから第１エンドプレート２４ａ及び第２エンドプレート２４ｂに伝達された後、フレーム部材８６からサイドフレーム９０を介して車体フレーム９２に伝達されている。

　従って、外部荷重Ｆは、燃料電池スタック１４の各燃料電池１８に直接付与されることがなく、前記外部荷重Ｆを車体フレーム９２に確実に逃がすことができる。

　これにより、簡単な構成で、外部荷重Ｆが燃料電池スタック１４に直接作用することを良好に阻止し、前記燃料電池スタック１４を保護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８及び図９に示すように、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池車両１１０では、燃料電池スタック１４は、筐体１６内に収容されるとともに、フレーム部材８６を用いることなく、サイドフレーム９０ａに直接固定される。

　第１エンドプレート２４ａには、一対のマウント部材１１２ａの一端が固定されるとともに、前記一対のマウント部材１１２ａの他端は、サイドフレーム９０ａに固定される。第２エンドプレート２４ｂには、一対のマウント部材１１２ｂの一端が固定されるとともに、前記一対のマウント部材１１２ｂの他端は、サイドフレーム９０ａに固定される。サイドフレーム９０ａには、矢印Ｌ方向の所定の位置に高さ方向に切り込んで強度低下部位１１４が設けられる。

　このように構成される第３の実施形態では、車両走行方向前方から外部荷重Ｆが付与された際、前記外部荷重Ｆは、ラジエータ９６、筐体１６の突起部位７１ｂ（及び必要に応じて連結バー２８ｂ）から第１エンドプレート２４ａ及び第２エンドプレート２４ｂに伝達された後、サイドフレーム９０ａを介して車体フレーム９２に伝達されている。

　従って、外部荷重Ｆは、燃料電池スタック１４の各燃料電池１８に直接付与されることがなく、前記外部荷重Ｆをサイドフレーム９０ａ及び車体フレーム９２により確実に逃がすことができる。これにより、集中応力による損傷を回避することができる。

　しかも、サイドフレーム９０ａには、強度低下部位１１４が設けられている。このため、外部荷重Ｆの付与により、サイドフレーム９０ａが強度低下部位１１４で折れ曲がることで、前記外部荷重Ｆを確実に吸収することが可能になり、燃料電池１８を良好に保護することが可能になるという効果が得られる。

Claims

　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（１８）を有し、複数の前記燃料電池（１８）が車両幅方向に積層される燃料電池スタック（１４）を備える燃料電池車両（１０）であって、
　前記燃料電池スタック（１４）は、前記燃料電池（１８）の積層方向両端にエンドプレート（２４ａ、２４ｂ）が配設されるとともに、前記エンドプレート（２４ａ、２４ｂ）間を連結する締結部材（２８ｂ）の少なくとも１つは、前記燃料電池スタック（１４）の車両走行方向前方に前記燃料電池（１８）から離間して配置され、
　車両内部（１２）には、前記車両走行方向前方から後方に向かって、燃料電池冷却用ラジエータ（９６）、荷重受け部材（７１ｂ）、前記締結部材（２８ｂ）の順に配置される一方、
　前記エンドプレート（２４ａ、２４ｂ）は、車体フレーム（９２）に固定されることにより、前記車両走行方向前方から外部荷重が付与された際、前記外部荷重は、少なくとも前記燃料電池冷却用ラジエータ（９６）及び前記荷重受け部材（７１ｂ）から前記エンドプレート（２４ａ、２４ｂ）に伝達された後、前記車体フレーム（９２）に伝達され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において、前記外部荷重は、前記燃料電池冷却用ラジエータ（９６）、前記荷重受け部材（７１ｂ）及び前記締結部材（２８ｂ）から前記エンドプレート（２４ａ、２４ｂ）に伝達された後、前記車体フレーム（９２）に伝達されることを特徴とする燃料電池車両。
　請求項１又は２記載の燃料電池車両において、前記燃料電池スタック（１４）を内部に収容する筐体（１６）を備えるとともに、
　前記筐体（１６）の一部は、前記燃料電池スタック（１４）の前記車両走行方向前方に配置されて前記荷重受け部材（７１ｂ）を構成することを特徴とする燃料電池車両。