燃料電池システムの配置構造
【課題】車両走行時の水の浸入を防止または抑制する。
【解決手段】燃料ガスと酸化剤ガスとの間の電気化学反応により発電する燃料電池セルを複数積層させた燃料電池スタックを収容するスタックケース１０と、該燃料電池スタックと電気的に接続される燃料電池用ハーネス１２と、を備える。燃料電池用ハーネス１２が、スタックケース１０の、車両後方側に設けられ、その周縁部を被覆するグロメット１６を有する開口１４を介してスタックケース１０から延出されている。
【解決手段】燃料ガスと酸化剤ガスとの間の電気化学反応により発電する燃料電池セルを複数積層させた燃料電池スタックを収容するスタックケース１０と、該燃料電池スタックと電気的に接続される燃料電池用ハーネス１２と、を備える。燃料電池用ハーネス１２が、スタックケース１０の、車両後方側に設けられ、その周縁部を被覆するグロメット１６を有する開口１４を介してスタックケース１０から延出されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムの配置構造に関し、特に車両に搭載する燃料電池システムの配置構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料極に燃料ガスとしての水素を供給し、酸化剤極に酸化剤ガスとして空気を供給し、水素と空気中の酸素の電気化学反応によって発電すると共に酸化剤極に水を生成する燃料電池を電動車両などの車両に配置する燃料電池システムについて検討されている（例えば、特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３８７０７２４号公報
【特許文献２】特開２００５−３１７４０８号公報
【特許文献３】特許第４０１４１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃料電池を複数積層させることにより所望の起電力を有する燃料電池スタックは通常、外部環境から保護するために絶縁性を有するスタックケースの内部に収容される。スタックケースを車両に搭載する際には、車室内の容積を確保するために、例えば床下など、車両外部に取り付ける対策が採られる場合がある。車両外部に取り付けられた燃料電池スタックから延出する複数のケーブルを束ねた燃料電池用ハーネスやスタックケースなどは通常、防錆性、防水性を有する部材により形成されている。しかしながら、例えばスタックケースからの燃料電池用ハーネスの取り出し部分など、その接続部分の防水対策について、必ずしも十分でない場合があり得た。
【０００５】
本発明は、燃料電池スタックに電気的に接続された電気配線などの、特に接続部分への車両走行時の水の浸入を防止または抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の構成は以下のとおりである。
【０００７】
（１）燃料ガスと酸化剤ガスとの間の電気化学反応により発電する燃料電池セルを複数積層させた燃料電池スタックを収容するスタックケースと、前記燃料電池スタックと電気的に接続される燃料電池用ハーネスと、を備え、前記燃料電池用ハーネスが、前記スタックケースの、車両後方側に設けられ、その周縁部を被覆するグロメットを有する開口を介して前記スタックケースから延出されている、燃料電池システムの配置構造。
【０００８】
（２）上記（１）に記載の配置構造において、車両内部に配置されたメインハーネスをさらに備え、前記スタックケースが、車両の床下に配置されており、前記スタックケースから延出される燃料電池用ハーネスが、床面を貫通し、その周縁部を被覆するグロメットを有する貫通口に挿通されてなり、前記燃料電池用ハーネスが、車両内部に設けられた接続部材を介して前記メインハーネスと電気的に接続されている、燃料電池システムの配置構造。
【発明の効果】
【０００９】
車両走行時の水の浸入に由来する不具合を回避または抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態における燃料電池システムを有する車両の配置構造のうち、特にスタックケース内からの燃料電池用ハーネスの延出について説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態における燃料電池システムを有する車両の配置構造のうち、特に燃料電池用ハーネスとメインハーネスとの接続について説明するための図である。
【図３】スタックケース内からの燃料電池用ハーネスの延出の一例について説明するための図である。
【図４】燃料電池用ハーネスとメインハーネスとの接続の一例について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態における燃料電池システムを有する車両の配置構造のうち、特にスタックケース内からの燃料電池用ハーネスの延出について説明するための図である。一方、図３は、従来の燃料電池システムにおいて、スタックケース内からの燃料電池用ハーネスの延出の一例について説明するための図である。
【００１３】
図３において、燃料電池用ハーネス１２はスタックケース１０の上方に設けられた開口１４から引き出されている。このため、スタックケース１０の前方および／または上方からの被水時には、開口１４およびその周縁部を被覆するグロメット１６部分にその水圧の影響を大きく受けることになるため、車両の走行速度や被水する水量によっては、開口１４からスタックケース１０内に水が浸入する場合があり得た。
【００１４】
これに対し、図１に示す燃料電池システムでは、燃料電池用ハーネス１２を延出するための開口１４は、スタックケース１０の、矢示している車両進行方向３０に対し、車両後方側に設けられている。このため、例えば車両の床下など、走行時に被水する可能性のある箇所にスタックケース１０を配置した場合であっても、車両の前進時における、グロメット１６部分が受ける水圧を低減することができ、開口１４およびグロメット１６部分のシール性を維持し、スタックケース１０内への水の浸入を防止または抑制することが可能になる。なお、本実施の形態において、図１に示す開口１４およびグロメット１６部分への水の浸入をさらに防止または抑制するための保護部材（図示せず）を併用することも好適である。
【００１５】
図２は、本発明の実施の形態における燃料電池システムを有する車両の配置構造のうち、特に燃料電池用ハーネスとメインハーネスとの接続について説明するための図である。一方、図４は、従来の燃料電池システムにおいて、燃料電池用ハーネスとメインハーネスとの接続の一例について説明するための図である。図２，４において、スタックケース１０は、車両床面２０の下方、つまり車両の床下部分に配置されている。
【００１６】
また、開口１４から引き出された燃料電池用ハーネス１２は、車両の床下においてメインハーネス２２とコネクタ３２を介して電気的に接続されている。このため、スタックケース１０の前方および／または上方からの被水時には、コネクタ３２を構成する燃料電池側コネクタ１８およびメインハーネス側コネクタ２８の接続部分にその被水の影響を大きく受ける場合があり得、車両の走行速度や水量によっては、防水性を有するコネクタ３２を適用する場合であっても、コネクタ３２内部に水が浸入し、例えば通信系統の不具合などが生じ得た。
【００１７】
これに対し、図２に示す燃料電池システムでは、燃料電池用ハーネス１２が、車両床面２０を貫通する貫通口２４に挿通されることにより、メインハーネス側コネクタ２８と接続するための燃料電池側コネクタ１８は車両内部に配置されている。つまり、コネクタ３２を構成する燃料電池側コネクタ１８およびメインハーネス側コネクタ２８はいずれも、車両内部に配置されることになる。また、例えば車両の床下など、車両外部が走行時に被水した場合であっても、コネクタ３２が配置された車両内部への浸水はグロメット２６により防止または抑制されている。このため、本実施の形態によれば、コネクタ３２内部への水の浸入を防止または抑制することが可能になる。なお、本実施の形態において、図２に示すコネクタ３２内部への水の浸入の可能性は著しく低減されているため、場合によっては防水性を考慮しない非防水性のコネクタを適用することも可能となり、コストの低減にも寄与しうる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明は、燃料電池システムを備える車両において好適に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００１９】
１０ スタックケース、１２ 燃料電池用ハーネス、１４ 開口、１６，２６ グロメット、１８ 燃料電池側コネクタ、２０ 車両床面、２２ メインハーネス、２４ 貫通口、２８ メインハーネス側コネクタ、３０ 車両進行方向、３２ コネクタ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムの配置構造に関し、特に車両に搭載する燃料電池システムの配置構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料極に燃料ガスとしての水素を供給し、酸化剤極に酸化剤ガスとして空気を供給し、水素と空気中の酸素の電気化学反応によって発電すると共に酸化剤極に水を生成する燃料電池を電動車両などの車両に配置する燃料電池システムについて検討されている（例えば、特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３８７０７２４号公報
【特許文献２】特開２００５−３１７４０８号公報
【特許文献３】特許第４０１４１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃料電池を複数積層させることにより所望の起電力を有する燃料電池スタックは通常、外部環境から保護するために絶縁性を有するスタックケースの内部に収容される。スタックケースを車両に搭載する際には、車室内の容積を確保するために、例えば床下など、車両外部に取り付ける対策が採られる場合がある。車両外部に取り付けられた燃料電池スタックから延出する複数のケーブルを束ねた燃料電池用ハーネスやスタックケースなどは通常、防錆性、防水性を有する部材により形成されている。しかしながら、例えばスタックケースからの燃料電池用ハーネスの取り出し部分など、その接続部分の防水対策について、必ずしも十分でない場合があり得た。
【０００５】
本発明は、燃料電池スタックに電気的に接続された電気配線などの、特に接続部分への車両走行時の水の浸入を防止または抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の構成は以下のとおりである。
【０００７】
（１）燃料ガスと酸化剤ガスとの間の電気化学反応により発電する燃料電池セルを複数積層させた燃料電池スタックを収容するスタックケースと、前記燃料電池スタックと電気的に接続される燃料電池用ハーネスと、を備え、前記燃料電池用ハーネスが、前記スタックケースの、車両後方側に設けられ、その周縁部を被覆するグロメットを有する開口を介して前記スタックケースから延出されている、燃料電池システムの配置構造。
【０００８】
（２）上記（１）に記載の配置構造において、車両内部に配置されたメインハーネスをさらに備え、前記スタックケースが、車両の床下に配置されており、前記スタックケースから延出される燃料電池用ハーネスが、床面を貫通し、その周縁部を被覆するグロメットを有する貫通口に挿通されてなり、前記燃料電池用ハーネスが、車両内部に設けられた接続部材を介して前記メインハーネスと電気的に接続されている、燃料電池システムの配置構造。
【発明の効果】
【０００９】
車両走行時の水の浸入に由来する不具合を回避または抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態における燃料電池システムを有する車両の配置構造のうち、特にスタックケース内からの燃料電池用ハーネスの延出について説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態における燃料電池システムを有する車両の配置構造のうち、特に燃料電池用ハーネスとメインハーネスとの接続について説明するための図である。
【図３】スタックケース内からの燃料電池用ハーネスの延出の一例について説明するための図である。
【図４】燃料電池用ハーネスとメインハーネスとの接続の一例について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態における燃料電池システムを有する車両の配置構造のうち、特にスタックケース内からの燃料電池用ハーネスの延出について説明するための図である。一方、図３は、従来の燃料電池システムにおいて、スタックケース内からの燃料電池用ハーネスの延出の一例について説明するための図である。
【００１３】
図３において、燃料電池用ハーネス１２はスタックケース１０の上方に設けられた開口１４から引き出されている。このため、スタックケース１０の前方および／または上方からの被水時には、開口１４およびその周縁部を被覆するグロメット１６部分にその水圧の影響を大きく受けることになるため、車両の走行速度や被水する水量によっては、開口１４からスタックケース１０内に水が浸入する場合があり得た。
【００１４】
これに対し、図１に示す燃料電池システムでは、燃料電池用ハーネス１２を延出するための開口１４は、スタックケース１０の、矢示している車両進行方向３０に対し、車両後方側に設けられている。このため、例えば車両の床下など、走行時に被水する可能性のある箇所にスタックケース１０を配置した場合であっても、車両の前進時における、グロメット１６部分が受ける水圧を低減することができ、開口１４およびグロメット１６部分のシール性を維持し、スタックケース１０内への水の浸入を防止または抑制することが可能になる。なお、本実施の形態において、図１に示す開口１４およびグロメット１６部分への水の浸入をさらに防止または抑制するための保護部材（図示せず）を併用することも好適である。
【００１５】
図２は、本発明の実施の形態における燃料電池システムを有する車両の配置構造のうち、特に燃料電池用ハーネスとメインハーネスとの接続について説明するための図である。一方、図４は、従来の燃料電池システムにおいて、燃料電池用ハーネスとメインハーネスとの接続の一例について説明するための図である。図２，４において、スタックケース１０は、車両床面２０の下方、つまり車両の床下部分に配置されている。
【００１６】
また、開口１４から引き出された燃料電池用ハーネス１２は、車両の床下においてメインハーネス２２とコネクタ３２を介して電気的に接続されている。このため、スタックケース１０の前方および／または上方からの被水時には、コネクタ３２を構成する燃料電池側コネクタ１８およびメインハーネス側コネクタ２８の接続部分にその被水の影響を大きく受ける場合があり得、車両の走行速度や水量によっては、防水性を有するコネクタ３２を適用する場合であっても、コネクタ３２内部に水が浸入し、例えば通信系統の不具合などが生じ得た。
【００１７】
これに対し、図２に示す燃料電池システムでは、燃料電池用ハーネス１２が、車両床面２０を貫通する貫通口２４に挿通されることにより、メインハーネス側コネクタ２８と接続するための燃料電池側コネクタ１８は車両内部に配置されている。つまり、コネクタ３２を構成する燃料電池側コネクタ１８およびメインハーネス側コネクタ２８はいずれも、車両内部に配置されることになる。また、例えば車両の床下など、車両外部が走行時に被水した場合であっても、コネクタ３２が配置された車両内部への浸水はグロメット２６により防止または抑制されている。このため、本実施の形態によれば、コネクタ３２内部への水の浸入を防止または抑制することが可能になる。なお、本実施の形態において、図２に示すコネクタ３２内部への水の浸入の可能性は著しく低減されているため、場合によっては防水性を考慮しない非防水性のコネクタを適用することも可能となり、コストの低減にも寄与しうる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明は、燃料電池システムを備える車両において好適に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００１９】
１０ スタックケース、１２ 燃料電池用ハーネス、１４ 開口、１６，２６ グロメット、１８ 燃料電池側コネクタ、２０ 車両床面、２２ メインハーネス、２４ 貫通口、２８ メインハーネス側コネクタ、３０ 車両進行方向、３２ コネクタ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスと酸化剤ガスとの間の電気化学反応により発電する燃料電池セルを複数積層させた燃料電池スタックを収容するスタックケースと、
前記燃料電池スタックと電気的に接続される燃料電池用ハーネスと、
を備え、
前記燃料電池用ハーネスが、前記スタックケースの、車両後方側に設けられ、その周縁部を被覆するグロメットを有する開口を介して前記スタックケースから延出されていることを特徴とする燃料電池システムの配置構造。
【請求項２】
請求項１に記載の配置構造において、
車両内部に配置されたメインハーネスをさらに備え、
前記スタックケースが、車両の床下に配置されており、
前記スタックケースから延出される燃料電池用ハーネスが、床面を貫通し、その周縁部を被覆するグロメットを有する貫通口に挿通されてなり、
前記燃料電池用ハーネスが、車両内部に設けられた接続部材を介して前記メインハーネスと電気的に接続されていることを特徴とする燃料電池システムの配置構造。
【請求項１】
燃料ガスと酸化剤ガスとの間の電気化学反応により発電する燃料電池セルを複数積層させた燃料電池スタックを収容するスタックケースと、
前記燃料電池スタックと電気的に接続される燃料電池用ハーネスと、
を備え、
前記燃料電池用ハーネスが、前記スタックケースの、車両後方側に設けられ、その周縁部を被覆するグロメットを有する開口を介して前記スタックケースから延出されていることを特徴とする燃料電池システムの配置構造。
【請求項２】
請求項１に記載の配置構造において、
車両内部に配置されたメインハーネスをさらに備え、
前記スタックケースが、車両の床下に配置されており、
前記スタックケースから延出される燃料電池用ハーネスが、床面を貫通し、その周縁部を被覆するグロメットを有する貫通口に挿通されてなり、
前記燃料電池用ハーネスが、車両内部に設けられた接続部材を介して前記メインハーネスと電気的に接続されていることを特徴とする燃料電池システムの配置構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２１４９９２（Ｐ２０１０−２１４９９２Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６０６６４（Ｐ２００９−６０６６４）
【出願日】平成２１年３月１３日（２００９．３．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１３日（２００９．３．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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