燃料電池車両
【課題】簡単な構成で、センターコンソールから燃料電池に衝撃が付与されることを良好に抑制することを可能にする。
【解決手段】燃料電池スタック１２は、車両のセンターコンソール内に収容される。この燃料電池スタック１２は、複数の単位セル２２が積層された積層体２４を備え、前記積層体２４の積層方向両端には、ターミナルプレート２６ａ、２６ｂ、絶縁プレート２８ａ、２８ｂ及びエンドプレート３０ａ、３０ｂが配設される。燃料電池スタック１２を構成するケーシング３２は、積層体２４の側部に配置される複数の側板７４ａ〜７４ｄを備え、前記側板７４ａには、センターコンソールの側方から荷重が付与された際、前記単位セル２２に直接衝撃が付与されることを阻止する緩衝部材９４が設けられる。
【解決手段】燃料電池スタック１２は、車両のセンターコンソール内に収容される。この燃料電池スタック１２は、複数の単位セル２２が積層された積層体２４を備え、前記積層体２４の積層方向両端には、ターミナルプレート２６ａ、２６ｂ、絶縁プレート２８ａ、２８ｂ及びエンドプレート３０ａ、３０ｂが配設される。燃料電池スタック１２を構成するケーシング３２は、積層体２４の側部に配置される複数の側板７４ａ〜７４ｄを備え、前記側板７４ａには、センターコンソールの側方から荷重が付与された際、前記単位セル２２に直接衝撃が付与されることを阻止する緩衝部材９４が設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車室内に左右のフロントシート間に位置してセンターコンソールが設けられるとともに、前記センターコンソール内に、複数の燃料電池が積層された燃料電池スタックを収容する燃料電池車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
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（電解質）を採用している。この電解質膜の両側にアノード側電極及びカソード側電極を配設した電解質膜・電極構造体を、セパレータによって挟持することにより、燃料電池が構成されている。
【０００３】
通常、燃料電池は、所望の発電力を得るために、所定数（例えば、数十〜数百）だけ積層した燃料電池スタックとして使用されている。この種の燃料電池スタックは、自動車等に組み込まれて燃料電池車両を構成している。その際、燃料電池スタックは、車体の床下やボンネットの他、車室内の運転席と助手席との間に設けられているセンターコンソール内に収容される場合がある。
【０００４】
例えば、特許文献１に開示されている燃料電池自動車では、車幅方向の略中央位置でフロアパネルを左右のフロントシート間で上方に膨出して形成した車両前後方向に延出するセンターコンソールを設け、燃料電池スタックを、燃料電池セルの高さ方向の寸法が幅方向の寸法に対して長くなり、且つ、前記燃料電池セルの積層方向が車両前後方向になるようにして前記センターコンソール内に収容するとともに、前記燃料電池スタックを、その重心の下方側位置と上方側位置で車体に支持させたことを特徴としている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１５５９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、車室内のスペース効率等の観点から、センターコンソールを有効に小型化する必要があり、このセンターコンソール内には、燃料電池スタックを効率的に収容する工夫がなされている。このため、例えば、センターコンソールの側方（車幅方向）から外部荷重が付与されると、前記センターコンソールが変形して燃料電池スタックに干渉するおそれがある。これにより、燃料電池スタックに衝撃が付与され、例えば、燃料電池が損傷するという問題がある。
【０００７】
本発明はこの種の課題を解決するものであり、簡単な構成で、センターコンソールから燃料電池に衝撃が付与されることを良好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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、車室内に左右のフロントシート間に位置してセンターコンソールが設けられるとともに、前記センターコンソール内に、複数の燃料電池が積層された燃料電池スタックを収容する燃料電池車両に関するものである。
【０００９】
燃料電池車両は、燃料電池スタックの少なくとも燃料電池の積層方向の一端部側と、センターコンソールの内壁との間に設けられ、前記センターコンソールの側方から荷重が付与された際、前記燃料電池に直接衝撃が付与されることを阻止する緩衝部材を備えている。
【００１０】
また、燃料電池スタックは、複数の燃料電池が積層された積層体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、前記積層体がケーシング内に収容される一方、緩衝部材は、少なくとも前記積層方向に延在する一端が前記ケーシングの外壁に固定され、且つ前記ケーシングの前記外壁からセンターコンソールの内壁側に突出する変形部を有するプレート材で構成されることが好ましい。
【００１１】
さらに、緩衝部材は、積層方向に延在するプレート材の他端に緩衝材が設けられることが好ましい。
【００１２】
さらにまた、燃料電池スタックは、複数の燃料電池が積層された積層体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、前記積層体がケーシング内に収容される一方、緩衝部材は、前記ケーシングを構成する側板を該ケーシングの結合部から一体に延在させ、且つ前記ケーシングの外壁からセンターコンソールの内壁側に突出する変形部を有するプレート部で構成されることが好ましい。
【００１３】
また、変形部とケーシングの外壁との間には、水又は空気用の配管が配設されることが好ましい。
【００１４】
さらに、変形部とケーシングの外壁との間には、緩衝及び保温機能を有する充填材が配設されることが好ましい。
【００１５】
さらにまた、緩衝部材は、センターコンソールの側方から荷重が付与された際、先ず燃料電池よりも少なくとも一方のエンドプレートに前記荷重を分散させるために、少なくとも一方の前記エンドプレート側に突出する突起部を有することが好ましい。
【００１６】
また、緩衝部材は、センターコンソールの内壁に設けられることが好ましい。
【００１７】
さらに、燃料電池スタックは、縦長形状を有するとともに、緩衝部材は、前記燃料電池スタックの上方の２箇所の角部に対応して設けられることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、センターコンソールの側方から荷重が付与された際、少なくとも燃料電池の積層方向の一端部側と前記センターコンソールの内壁との間に設けられる緩衝部材の作用下に、前記荷重を吸収（分散）することができる。これにより、簡単な構成で、センターコンソールから燃料電池に衝撃が付与されることを良好に抑制することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池車両１０の一部側面説明図であり、図２は、前記燃料電池車両１０を構成するとともに、燃料電池スタック１２が収容されるセンターコンソール１４の概略断面説明図である。
【００２０】
燃料電池車両１０は、車室１６内に左右のフロントシート（運転席及び助手席）１８ａ、１８ｂ間に位置して、センターコンソール１４が設けられるとともに、前記センターコンソール１４は、前記燃料電池車両１０の車長方向（矢印Ｌ方向）に延在する。センターコンソール１４内の室１４ａには、燃料電池スタック１２が僅かな隙間を有して効率的に収容される（図２参照）。
【００２１】
図３に示すように、燃料電池スタック１２は、複数の単位セル２２が水平方向（矢印Ａ方向）に積層された積層体２４を備える。積層体２４の積層方向（矢印Ａ方向）一端には、ターミナルプレート２６ａ、絶縁プレート２８ａ及びエンドプレート３０ａが外方に向かって、順次、配設される。積層体２４の積層方向他端には、ターミナルプレート２６ｂ、絶縁プレート２８ｂ及びエンドプレート３０ｂが外方に向かって、順次、配設される。燃料電池スタック１２は、四角形に構成されるエンドプレート３０ａ、３０ｂを端板として含むケーシング３２により一体的に保持される。
【００２２】
図４に示すように、各単位セル２２は、電解質膜・電極構造体（電解質・電極構造体）３６が、アノード側の第１金属セパレータ３８とカソード側の第２金属セパレータ４０とに挟持されている。第１及び第２金属セパレータ３８、４０は、金属製薄板を波形状にプレス加工することにより、断面凹凸形状を有している。
【００２３】
なお、第１及び第２金属セパレータ３８、４０は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属板により構成される。また、第１及び第２金属セパレータ３８、４０に代替して、例えば、カーボンセパレータを使用してもよい。
【００２４】
単位セル２２の長辺方向（図４中、矢印Ｃ方向）の上端縁部には、矢印Ａ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供給連通孔４２ａ、及び燃料ガス、例えば、水素含有ガスを供給するための燃料ガス供給連通孔４４ａが設けられる。
【００２５】
単位セル２２の長辺方向の下端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料ガスを排出するための燃料ガス排出連通孔４４ｂ、及び酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス排出連通孔４２ｂが設けられる。
【００２６】
単位セル２２の短辺方向（矢印Ｂ方向）の一端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、冷却媒体を供給するための冷却媒体供給連通孔４６ａが設けられるとともに、短辺方向の他端縁部には、前記冷却媒体を排出するための冷却媒体排出連通孔４６ｂが設けられる。
【００２７】
電解質膜・電極構造体３６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４８と、前記固体高分子電解質膜４８を挟持するアノード側電極５０及びカソード側電極５２とを備える。アノード側電極５０は、カソード側電極５２よりも小さな表面積を有している。
【００２８】
アノード側電極５０及びカソード側電極５２は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層（図示せず）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して形成される電極触媒層（図示せず）とを有する。電極触媒層は、固体高分子電解質膜４８の両面に形成される。
【００２９】
第１金属セパレータ３８の電解質膜・電極構造体３６に向かう面３８ａには、燃料ガス供給連通孔４４ａと燃料ガス排出連通孔４４ｂとを連通する燃料ガス流路５４が形成される。この燃料ガス流路５４は、矢印Ｃ方向に延在する複数の波状流路溝を有する。
【００３０】
第１金属セパレータ３８の面３８ａには、燃料ガス供給連通孔４４ａと燃料ガス流路５４とを連通する複数の供給孔部５８ａと、燃料ガス排出連通孔４４ｂと前記燃料ガス流路５４とを連通する複数の排出孔部５８ｂとが形成される。
【００３１】
第２金属セパレータ４０の電解質膜・電極構造体３６に向かう面４０ａには、酸化剤ガス供給連通孔４２ａと酸化剤ガス排出連通孔４２ｂとを連通する酸化剤ガス流路６０が形成される。この酸化剤ガス流路６０は、矢印Ｃ方向に延在する複数の波状流路溝を有する。
【００３２】
第２金属セパレータ４０の面４０ｂと、第１金属セパレータ３８の面３８ｂとの間には、冷却媒体供給連通孔４６ａと冷却媒体排出連通孔４６ｂとに連通する冷却媒体流路６２が形成される。この冷却媒体流路６２は、燃料ガス流路５４の裏面形状と酸化剤ガス流路６０の裏面形状とが重なり合うことによって、矢印Ｂ方向に延在して形成される。
【００３３】
第１金属セパレータ３８の面３８ａ、３８ｂには、この第１金属セパレータ３８の外周端縁部を周回して第１シール部材６６が一体成形される。第２金属セパレータ４０の面４０ａ、４０ｂには、この第２金属セパレータ４０の外周端縁部を周回して第２シール部材６８が一体成形される。
【００３４】
図３に示すように、ターミナルプレート２６ａ、２６ｂの面内中央から積層方向外方に延在して第１及び第２電力取り出し端子７０ａ、７０ｂが設けられる。第１電力取り出し端子７０ａは、絶縁プレート２８ａ及びエンドプレート３０ａを貫通して外部に突出する一方、第２電力取り出し端子７０ｂは、絶縁プレート２８ｂ及びエンドプレート３０ｂを貫通して外部に突出する。
【００３５】
ケーシング３２は、端板であるエンドプレート３０ａ、３０ｂと、積層体２４の側部に配置される複数の側板７４ａ〜７４ｄと、前記側板７４ａ〜７４ｄの互いに近接する端部同士をねじ７５を介して連結するアングル部材７６と、前記エンドプレート３０ａ、３０ｂと前記側板７４ａ〜７４ｄとを連結するヒンジ機構７８とを備える。側板７４ａ〜７４ｄは、薄板金属製プレートで構成される。
【００３６】
ヒンジ機構７８は、エンドプレート３０ａ、３０ｂに設けられる第１ヒンジ部８０ａ、８０ｂと、側板７４ａ〜７４ｄに設けられる第２ヒンジ部８２と、前記第１ヒンジ部８０ａ、８０ｂと第２ヒンジ部８２とが交互に配置された状態で挿入される連結ピン８６ａ、８６ｂとを備える。
【００３７】
エンドプレート３０ａの上部側には、酸化剤ガス供給連通孔４２ａに連通する酸化剤ガス入口マニホールド９０ａと、燃料ガス供給連通孔４４ａに連通する燃料ガス入口マニホールド９２ａとが設けられる。エンドプレート３０ａの下部側には、酸化剤ガス排出連通孔４２ｂに連通する酸化剤ガス出口マニホールド９０ｂと、燃料ガス排出連通孔４４ｂに連通する燃料ガス出口マニホールド９２ｂとが設けられる。
【００３８】
エンドプレート３０ｂには、図示しないが、矢印Ｃ方向に延在してそれぞれ冷却媒体供給連通孔４６ａに連通する冷却媒体入口マニホールドと、冷却媒体排出連通孔４６ｂに連通する冷却媒体出口マニホールドとが設けられる。
【００３９】
ケーシング３２には、側板７４ａの上部側に位置し、エンドプレート３０ａに近接して（燃料電池の積層方向の一端部側に）、緩衝部材９４が装着される。緩衝部材９４は、金属製又は樹脂製のプレート材９６を備え、ねじ７５を介して下端部側が側板７４ａに（又はアングル部材７６に）固定される。
【００４０】
なお、図示しないが、側板７４ｃの上部側にも緩衝部材９４を設けてもよい。特に、縦長形状の燃料電池スタック１２では、上方の２箇所の角部が最初にセンターコンソール１４に接触するからである。以下に説明する各実施形態においても、同様である。
【００４１】
プレート材９６は、単位セル２２の積層方向（矢印Ａ方向）に所定の長さを有し、センターコンソール１４の側方から荷重が付与される際、単位セル２２への衝撃を有効に緩和し得る面積に設定される。
【００４２】
プレート材９６の端部には、図３及び図５に示すように、エンドプレート３０ａ側に突出する突起部９８が設けられる。この突起部９８は、センターコンソール１４の側方から荷重が付与された際、先ず、単位セル２２よりもエンドプレート３０ａに前記荷重を分散させるために、側板７４ａ及びアングル部材７６が前記単位セル２２に接触する前に前記エンドプレート３０ａに接触する。
【００４３】
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。
【００４４】
先ず、燃料電池スタック１２では、図３に示すように、エンドプレート３０ａの酸化剤ガス入口マニホールド９０ａから酸化剤ガス供給連通孔４２ａに酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス入口マニホールド９２ａから燃料ガス供給連通孔４４ａに水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。一方、エンドプレート３０ｂの冷却媒体入口マニホールドから冷却媒体供給連通孔４６ａに純水やエチレングリコール等の冷却媒体が供給される。
【００４５】
このため、積層体２４では、矢印Ａ方向に重ね合わされた複数の単位セル２２に対し、酸化剤ガス、燃料ガス及び冷却媒体が矢印Ａ方向に供給される。
【００４６】
図４に示すように、酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給連通孔４２ａから第２金属セパレータ４０の酸化剤ガス流路６０に導入され、電解質膜・電極構造体３６のカソード側電極５２に沿って移動する。一方、燃料ガスは、燃料ガス供給連通孔４４ａから第１金属セパレータ３８の供給孔部５８ａを通って燃料ガス流路５４に導入され、電解質膜・電極構造体３６のアノード側電極５０に沿って移動する。
【００４７】
従って、各電解質膜・電極構造体３６では、カソード側電極５２に供給される酸化剤ガスと、アノード側電極５０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。
【００４８】
次いで、カソード側電極５２に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス排出連通孔４２ｂに沿って流動した後、エンドプレート３０ａの酸化剤ガス出口マニホールド９０ｂから外部に排出される。同様に、アノード側電極５０に供給されて消費された燃料ガスは、排出孔部５８ｂを通って燃料ガス排出連通孔４４ｂに排出されて流動し、エンドプレート３０ａの燃料ガス出口マニホールド９２ｂから外部に排出される。
【００４９】
また、冷却媒体は、冷却媒体供給連通孔４６ａから第１及び第２金属セパレータ３８、４０間の冷却媒体流路６２に導入された後、矢印Ｂ方向に沿って流動する。この冷却媒体は、電解質膜・電極構造体３６を冷却した後、冷却媒体排出連通孔４６ｂを移動してエンドプレート３０ｂの冷却媒体出口マニホールドから排出される。
【００５０】
この場合、第１の実施形態では、図３及び図５に示すように、ケーシング３２を構成する側板７４ａの上部側には、エンドプレート３０ａに近接して緩衝部材９４が取り付けられている。この緩衝部材９４は、プレート材９６に突起部９８を設けるとともに、前記突起部９８とエンドプレート３０ａとの距離は、前記プレート材９６が取り付けられた側板７４ａと単位セル２２との距離よりも短く設定されている。
【００５１】
従って、図６に示すように、センターコンソール１４の側方から外部の荷重Ｆが付与されると、このセンターコンソール１４が変形して緩衝部材９４を燃料電池スタック１２側に押圧する。その際、緩衝部材９４では、先ず、突起部９８がエンドプレート３０ａに当接して荷重Ｆを分散させている。このため、側板７４ａが単位セル２２に当接しても、この単位セル２２に大きな荷重が付与されることはなく、例えば、燃料ガス供給連通孔４４ａの変形等を良好に阻止することが可能になる。
【００５２】
すなわち、緩衝部材９４は、剛性の高い形状や材質で構成することにより、外部からの荷重Ｆを前記緩衝部材９４自体で吸収し、さらに、前記緩衝部材９４が燃料電池スタック１２から離間するために、該緩衝部材９４の変形による荷重吸収機能を有することができる。その上、緩衝部材９４では、先ず、燃料電池スタック１２の中、最も剛性の高いエンドプレート３０ａに、突起部９８が当接して荷重を分散させた後、単位セル２２に当接している。これにより、燃料電池スタック１２全体の外乱に対するタフネスの向上が、簡単な構成で、容易且つ確実に図られるという効果が得られる。
【００５３】
図７は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池車両１００を構成する緩衝部材１０２の説明図である。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〜第１２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。
【００５４】
緩衝部材１０２は、積層方向に延在する一端（下端）がねじ７５を介してケーシング１０４の角部近傍に固定される。緩衝部材１０２は、ケーシング１０４の外壁からセンターコンソール１４の内壁側に突出する変形部１０６を有するとともに、他端部が前記ケーシング１０４の外壁に摺接する。なお、ケーシング１０４は、前述したケーシング３２の他、種々の構成を有するボックス状ケーシングを含む。
【００５５】
このように構成される第２の実施形態では、センターコンソール１４の側方から荷重Ｆが付与されると、このセンターコンソール１４が変形して、先ず、緩衝部材１０２の変形部１０６に当接する。変形部１０６がケーシング１０４側に変形することにより、荷重を分散及び吸収する一方、緩衝部材１０２の他端が、前記ケーシング１０４の外壁に沿って摺動することにより、前記荷重の分散が図られる。
【００５６】
図８は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池車両１１０を構成する緩衝部材１１２の説明図である。
【００５７】
緩衝部材１１２は、積層方向に延在する両端部が、それぞれねじ７５を介してケーシング１０４に固定される。この緩衝部材１１２は、ケーシング１０４の外壁からセンターコンソール１４の内壁側に突出する変形部１１４を有する。
【００５８】
このように構成される第３の実施形態では、センターコンソール１４の側方から荷重Ｆが付与されると、緩衝部材１１２の変形部１１４が変形することによって前記荷重の分散・吸収を行う。その際、緩衝部材１１２の両端は、ねじ７５を介してケーシング１０４に固定されており、前記緩衝部材１１２自体の剛性が有効に向上する。
【００５９】
図９は、本発明の第４の実施形態に係る燃料電池車両１２０を構成する緩衝部材１２２の説明図である。
【００６０】
緩衝部材１２２は、一端がねじ７５を介してケーシング１０４に固定されるとともに、他端には、積層方向に延在して、例えば、樹脂材、ゴム材等の緩衝材１２４が設けられる。この緩衝材１２４は、ケーシング１０４の外壁にテープ部材等によって固定される。緩衝部材１２２は、ケーシング１０４の外壁からセンターコンソール１４の内壁側に突出する変形部１２６を有する。
【００６１】
このように構成される第４の実施形態では、金属製の緩衝部材１２２の端部に緩衝材１２４が設けられるため、荷重Ｆに対するタフネスが一層有効に向上する。
【００６２】
図１０は、本発明の第５の実施形態に係る燃料電池車両１３０を構成する緩衝部材１３２の説明図である。
【００６３】
緩衝部材１３２は、一端がねじ７５を介してケーシング１０４に固定されるとともに、他端に緩衝材１２４が設けられる。この緩衝部材１３２は、変形部１３４を有するとともに、前記変形部１３４には、配管１３６が配設される。配管１３６には、冷却媒体（例えば、水）や酸化剤ガス（例えば、空気）が流通される。
【００６４】
このように構成される第５の実施形態では、緩衝部材１３２が所望の剛性を確保するとともに、配管１３６を配置することにより、変形部１３４内のクリアランスを無駄なく効率的に活用することが可能になる。
【００６５】
なお、緩衝部材１３２の他端は、ケーシング１０４の外壁に、直接、摺接してもよく、ねじ７５により固定してもよい。また、以下の第６及び第７の実施形態においても同様である。
【００６６】
図１１は、本発明の第６の実施形態に係る燃料電池車両１４０を構成する緩衝部材１４２の説明図である。
【００６７】
緩衝部材１４２は、一端がねじ７５を介してケーシング１０４に固定されるとともに、変形部１４４を有する。この変形部１４４内には、緩衝及び保温機能を有する充填材１４６が配設される。
【００６８】
このように構成される第６の実施形態では、変形部１４４内のクリアランスを効率的に活用することができるとともに、緩衝性及び保温性の向上が容易に図られる。
【００６９】
図１２は、本発明の第７の実施形態に係る燃料電池車両１５０を構成する緩衝部材１５２の説明図である。
【００７０】
緩衝部材１５２は、ケーシング１５４を構成する側板１５６を、前記ケーシング１５４の結合部であるねじ７５から一体に延在させ、且つ前記ケーシング１５４の外壁からセンターコンソール１４の内壁側に突出する変形部１５８を有するプレート部で構成される。
【００７１】
このように構成される第７の実施形態では、ケーシング１５４自体に緩衝部材１５２を構成することができ、部品数の削減が容易に図られる。
【００７２】
図１３は、本発明の第８の実施形態に係る燃料電池車両１６０の要部斜視説明図である。
【００７３】
燃料電池車両１６０は、センターコンソール１４内に燃料電池スタック１２を収容しているが、この燃料電池スタック１２に代えて、ケーシングを用いない別の構成を有する燃料電池スタック（図示せず）を採用してもよい。その際、例えば、エンドプレート３０ａ、３０ｂ間を複数本のタイロッドによって積層方向に締め付け固定する構成が採用可能である。また、以下に説明する第９の実施形態以降においても同様である。
【００７４】
センターコンソール１４の内壁面１６２には、例えば、エンドプレート３０ａ側に近接し、且つ前記エンドプレート３０ａの上部両角部に位置して一対の緩衝部材１６４が設けられる。
【００７５】
このように構成される第８の実施形態では、センターコンソール１４の上部両角部に位置して一対の緩衝部材１６４が設けられるため、前記センターコンソール１４自体の剛性が有効に向上する。しかも、緩衝部材１６４は、エンドプレート３０ａの上部両角部に対応して設けられており、センターコンソール１４が変形した際には、先ず、前記エンドプレート３０ａに緩衝部材１６４が当接して荷重の分散が確実に図られる。
【００７６】
図１４は、本発明の第９の実施形態に係る燃料電池車両１７０の要部斜視説明図である。
【００７７】
センターコンソール１４の内壁面１６２の上部両角部近傍に、一対の緩衝部材１７２が設けられており、前記緩衝部材１７２は、燃料電池スタック１２に突出する突出部１７４を有する。
【００７８】
図１５は、本発明の第１０の実施形態に係る燃料電池車両１８０の要部斜視説明図である。
【００７９】
センターコンソール１４の内壁面１６２の上部側に緩衝部材１８２が設けられており、前記緩衝部材１８２は、燃料電池スタック１２の上部を覆って設けられる。
【００８０】
図１６は、本発明の第１１の実施形態に係る燃料電池車両１９０の要部斜視説明図である。
【００８１】
センターコンソール１４の内壁面１６２の上部側に緩衝部材１９２が固定されるとともに、前記緩衝部材１９２は、断面波形状を有している。
【００８２】
このように構成される第１１の実施形態では、センターコンソール１４の側方から荷重Ｆが付与されると、緩衝部材１９２が蛇腹状に変形することにより、前記荷重Ｆを吸収することができる。
【００８３】
図１７は、本発明の第１２の実施形態に係る燃料電池車両２００の要部斜視説明図である。
【００８４】
センターコンソール１４の内壁面１６２の上部に、緩衝部材２０２が固定されるとともに、前記緩衝部材２０２は、プレート材に複数の孔部２０４を形成している。
【００８５】
このように構成される第１１の実施形態では、センターコンソール１４に荷重Ｆが側方から付与されると、孔部２０４が円形状から潰れるように変形することにより、緩衝部材２０２は前記荷重Ｆを吸収することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池車両の一部側面説明図である。
【図２】前記燃料電池車両を構成するとともに、燃料電池スタックが収容されるセンターコンソールの概略断面説明図である。
【図３】前記燃料電池スタックの一部切り欠き斜視斜視説明図である。
【図４】前記燃料電池スタックを構成する単位セルの分解斜視説明図である。
【図５】前記燃料電池スタックの要部拡大斜視図である。
【図６】前記燃料電池スタックを構成する緩衝部材の動作説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池車両を構成する緩衝部材の説明図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池車両を構成する緩衝部材の説明図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る燃料電池車両を構成する緩衝部材の説明図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態に係る燃料電池車両を構成する緩衝部材の説明図である。
【図１１】本発明の第６の実施形態に係る燃料電池車両を構成する緩衝部材の説明図である。
【図１２】本発明の第７の実施形態に係る燃料電池車両を構成する緩衝部材の説明図である。
【図１３】本発明の第８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。
【図１４】本発明の第９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。
【図１５】本発明の第１０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。
【図１６】本発明の第１１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。
【図１７】本発明の第１２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。
【符号の説明】
【００８７】
１０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、２００…燃料電池車両
１２…燃料電池スタック １４…センターコンソール
１８ａ、１８ｂ…フロントシート ２４…積層体
３０ａ、３０ｂ…エンドプレート ３２、１０４、１５４…ケーシング
３６…電解質膜・電極構造体 ３８、４０…金属セパレータ
４８…固体高分子電解質膜 ５０…アノード側電極
５２…カソード側電極 ５４…燃料ガス流路
６０…酸化剤ガス流路 ６２…冷却媒体流路
７４ａ〜７４ｄ、１５６…側板 ７６…アングル部材
７８…ヒンジ構造
９４、１０２、１１２、１２２、１３２、１４２、１５２、１６４、１７２、１８２、１９２、２０２…緩衝部材 ９６…プレート材
９８…突起部
１０６、１１４、１２６、１３４、１４４、１５８…変形部
１２４…緩衝材 １３６…配管
１４６…充填材 １６２…内壁面
１７４…突出部 ２０４…孔部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車室内に左右のフロントシート間に位置してセンターコンソールが設けられるとともに、前記センターコンソール内に、複数の燃料電池が積層された燃料電池スタックを収容する燃料電池車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
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（電解質）を採用している。この電解質膜の両側にアノード側電極及びカソード側電極を配設した電解質膜・電極構造体を、セパレータによって挟持することにより、燃料電池が構成されている。
【０００３】
通常、燃料電池は、所望の発電力を得るために、所定数（例えば、数十〜数百）だけ積層した燃料電池スタックとして使用されている。この種の燃料電池スタックは、自動車等に組み込まれて燃料電池車両を構成している。その際、燃料電池スタックは、車体の床下やボンネットの他、車室内の運転席と助手席との間に設けられているセンターコンソール内に収容される場合がある。
【０００４】
例えば、特許文献１に開示されている燃料電池自動車では、車幅方向の略中央位置でフロアパネルを左右のフロントシート間で上方に膨出して形成した車両前後方向に延出するセンターコンソールを設け、燃料電池スタックを、燃料電池セルの高さ方向の寸法が幅方向の寸法に対して長くなり、且つ、前記燃料電池セルの積層方向が車両前後方向になるようにして前記センターコンソール内に収容するとともに、前記燃料電池スタックを、その重心の下方側位置と上方側位置で車体に支持させたことを特徴としている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１５５９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、車室内のスペース効率等の観点から、センターコンソールを有効に小型化する必要があり、このセンターコンソール内には、燃料電池スタックを効率的に収容する工夫がなされている。このため、例えば、センターコンソールの側方（車幅方向）から外部荷重が付与されると、前記センターコンソールが変形して燃料電池スタックに干渉するおそれがある。これにより、燃料電池スタックに衝撃が付与され、例えば、燃料電池が損傷するという問題がある。
【０００７】
本発明はこの種の課題を解決するものであり、簡単な構成で、センターコンソールから燃料電池に衝撃が付与されることを良好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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、車室内に左右のフロントシート間に位置してセンターコンソールが設けられるとともに、前記センターコンソール内に、複数の燃料電池が積層された燃料電池スタックを収容する燃料電池車両に関するものである。
【０００９】
燃料電池車両は、燃料電池スタックの少なくとも燃料電池の積層方向の一端部側と、センターコンソールの内壁との間に設けられ、前記センターコンソールの側方から荷重が付与された際、前記燃料電池に直接衝撃が付与されることを阻止する緩衝部材を備えている。
【００１０】
また、燃料電池スタックは、複数の燃料電池が積層された積層体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、前記積層体がケーシング内に収容される一方、緩衝部材は、少なくとも前記積層方向に延在する一端が前記ケーシングの外壁に固定され、且つ前記ケーシングの前記外壁からセンターコンソールの内壁側に突出する変形部を有するプレート材で構成されることが好ましい。
【００１１】
さらに、緩衝部材は、積層方向に延在するプレート材の他端に緩衝材が設けられることが好ましい。
【００１２】
さらにまた、燃料電池スタックは、複数の燃料電池が積層された積層体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、前記積層体がケーシング内に収容される一方、緩衝部材は、前記ケーシングを構成する側板を該ケーシングの結合部から一体に延在させ、且つ前記ケーシングの外壁からセンターコンソールの内壁側に突出する変形部を有するプレート部で構成されることが好ましい。
【００１３】
また、変形部とケーシングの外壁との間には、水又は空気用の配管が配設されることが好ましい。
【００１４】
さらに、変形部とケーシングの外壁との間には、緩衝及び保温機能を有する充填材が配設されることが好ましい。
【００１５】
さらにまた、緩衝部材は、センターコンソールの側方から荷重が付与された際、先ず燃料電池よりも少なくとも一方のエンドプレートに前記荷重を分散させるために、少なくとも一方の前記エンドプレート側に突出する突起部を有することが好ましい。
【００１６】
また、緩衝部材は、センターコンソールの内壁に設けられることが好ましい。
【００１７】
さらに、燃料電池スタックは、縦長形状を有するとともに、緩衝部材は、前記燃料電池スタックの上方の２箇所の角部に対応して設けられることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、センターコンソールの側方から荷重が付与された際、少なくとも燃料電池の積層方向の一端部側と前記センターコンソールの内壁との間に設けられる緩衝部材の作用下に、前記荷重を吸収（分散）することができる。これにより、簡単な構成で、センターコンソールから燃料電池に衝撃が付与されることを良好に抑制することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池車両１０の一部側面説明図であり、図２は、前記燃料電池車両１０を構成するとともに、燃料電池スタック１２が収容されるセンターコンソール１４の概略断面説明図である。
【００２０】
燃料電池車両１０は、車室１６内に左右のフロントシート（運転席及び助手席）１８ａ、１８ｂ間に位置して、センターコンソール１４が設けられるとともに、前記センターコンソール１４は、前記燃料電池車両１０の車長方向（矢印Ｌ方向）に延在する。センターコンソール１４内の室１４ａには、燃料電池スタック１２が僅かな隙間を有して効率的に収容される（図２参照）。
【００２１】
図３に示すように、燃料電池スタック１２は、複数の単位セル２２が水平方向（矢印Ａ方向）に積層された積層体２４を備える。積層体２４の積層方向（矢印Ａ方向）一端には、ターミナルプレート２６ａ、絶縁プレート２８ａ及びエンドプレート３０ａが外方に向かって、順次、配設される。積層体２４の積層方向他端には、ターミナルプレート２６ｂ、絶縁プレート２８ｂ及びエンドプレート３０ｂが外方に向かって、順次、配設される。燃料電池スタック１２は、四角形に構成されるエンドプレート３０ａ、３０ｂを端板として含むケーシング３２により一体的に保持される。
【００２２】
図４に示すように、各単位セル２２は、電解質膜・電極構造体（電解質・電極構造体）３６が、アノード側の第１金属セパレータ３８とカソード側の第２金属セパレータ４０とに挟持されている。第１及び第２金属セパレータ３８、４０は、金属製薄板を波形状にプレス加工することにより、断面凹凸形状を有している。
【００２３】
なお、第１及び第２金属セパレータ３８、４０は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属板により構成される。また、第１及び第２金属セパレータ３８、４０に代替して、例えば、カーボンセパレータを使用してもよい。
【００２４】
単位セル２２の長辺方向（図４中、矢印Ｃ方向）の上端縁部には、矢印Ａ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供給連通孔４２ａ、及び燃料ガス、例えば、水素含有ガスを供給するための燃料ガス供給連通孔４４ａが設けられる。
【００２５】
単位セル２２の長辺方向の下端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料ガスを排出するための燃料ガス排出連通孔４４ｂ、及び酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス排出連通孔４２ｂが設けられる。
【００２６】
単位セル２２の短辺方向（矢印Ｂ方向）の一端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、冷却媒体を供給するための冷却媒体供給連通孔４６ａが設けられるとともに、短辺方向の他端縁部には、前記冷却媒体を排出するための冷却媒体排出連通孔４６ｂが設けられる。
【００２７】
電解質膜・電極構造体３６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４８と、前記固体高分子電解質膜４８を挟持するアノード側電極５０及びカソード側電極５２とを備える。アノード側電極５０は、カソード側電極５２よりも小さな表面積を有している。
【００２８】
アノード側電極５０及びカソード側電極５２は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層（図示せず）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して形成される電極触媒層（図示せず）とを有する。電極触媒層は、固体高分子電解質膜４８の両面に形成される。
【００２９】
第１金属セパレータ３８の電解質膜・電極構造体３６に向かう面３８ａには、燃料ガス供給連通孔４４ａと燃料ガス排出連通孔４４ｂとを連通する燃料ガス流路５４が形成される。この燃料ガス流路５４は、矢印Ｃ方向に延在する複数の波状流路溝を有する。
【００３０】
第１金属セパレータ３８の面３８ａには、燃料ガス供給連通孔４４ａと燃料ガス流路５４とを連通する複数の供給孔部５８ａと、燃料ガス排出連通孔４４ｂと前記燃料ガス流路５４とを連通する複数の排出孔部５８ｂとが形成される。
【００３１】
第２金属セパレータ４０の電解質膜・電極構造体３６に向かう面４０ａには、酸化剤ガス供給連通孔４２ａと酸化剤ガス排出連通孔４２ｂとを連通する酸化剤ガス流路６０が形成される。この酸化剤ガス流路６０は、矢印Ｃ方向に延在する複数の波状流路溝を有する。
【００３２】
第２金属セパレータ４０の面４０ｂと、第１金属セパレータ３８の面３８ｂとの間には、冷却媒体供給連通孔４６ａと冷却媒体排出連通孔４６ｂとに連通する冷却媒体流路６２が形成される。この冷却媒体流路６２は、燃料ガス流路５４の裏面形状と酸化剤ガス流路６０の裏面形状とが重なり合うことによって、矢印Ｂ方向に延在して形成される。
【００３３】
第１金属セパレータ３８の面３８ａ、３８ｂには、この第１金属セパレータ３８の外周端縁部を周回して第１シール部材６６が一体成形される。第２金属セパレータ４０の面４０ａ、４０ｂには、この第２金属セパレータ４０の外周端縁部を周回して第２シール部材６８が一体成形される。
【００３４】
図３に示すように、ターミナルプレート２６ａ、２６ｂの面内中央から積層方向外方に延在して第１及び第２電力取り出し端子７０ａ、７０ｂが設けられる。第１電力取り出し端子７０ａは、絶縁プレート２８ａ及びエンドプレート３０ａを貫通して外部に突出する一方、第２電力取り出し端子７０ｂは、絶縁プレート２８ｂ及びエンドプレート３０ｂを貫通して外部に突出する。
【００３５】
ケーシング３２は、端板であるエンドプレート３０ａ、３０ｂと、積層体２４の側部に配置される複数の側板７４ａ〜７４ｄと、前記側板７４ａ〜７４ｄの互いに近接する端部同士をねじ７５を介して連結するアングル部材７６と、前記エンドプレート３０ａ、３０ｂと前記側板７４ａ〜７４ｄとを連結するヒンジ機構７８とを備える。側板７４ａ〜７４ｄは、薄板金属製プレートで構成される。
【００３６】
ヒンジ機構７８は、エンドプレート３０ａ、３０ｂに設けられる第１ヒンジ部８０ａ、８０ｂと、側板７４ａ〜７４ｄに設けられる第２ヒンジ部８２と、前記第１ヒンジ部８０ａ、８０ｂと第２ヒンジ部８２とが交互に配置された状態で挿入される連結ピン８６ａ、８６ｂとを備える。
【００３７】
エンドプレート３０ａの上部側には、酸化剤ガス供給連通孔４２ａに連通する酸化剤ガス入口マニホールド９０ａと、燃料ガス供給連通孔４４ａに連通する燃料ガス入口マニホールド９２ａとが設けられる。エンドプレート３０ａの下部側には、酸化剤ガス排出連通孔４２ｂに連通する酸化剤ガス出口マニホールド９０ｂと、燃料ガス排出連通孔４４ｂに連通する燃料ガス出口マニホールド９２ｂとが設けられる。
【００３８】
エンドプレート３０ｂには、図示しないが、矢印Ｃ方向に延在してそれぞれ冷却媒体供給連通孔４６ａに連通する冷却媒体入口マニホールドと、冷却媒体排出連通孔４６ｂに連通する冷却媒体出口マニホールドとが設けられる。
【００３９】
ケーシング３２には、側板７４ａの上部側に位置し、エンドプレート３０ａに近接して（燃料電池の積層方向の一端部側に）、緩衝部材９４が装着される。緩衝部材９４は、金属製又は樹脂製のプレート材９６を備え、ねじ７５を介して下端部側が側板７４ａに（又はアングル部材７６に）固定される。
【００４０】
なお、図示しないが、側板７４ｃの上部側にも緩衝部材９４を設けてもよい。特に、縦長形状の燃料電池スタック１２では、上方の２箇所の角部が最初にセンターコンソール１４に接触するからである。以下に説明する各実施形態においても、同様である。
【００４１】
プレート材９６は、単位セル２２の積層方向（矢印Ａ方向）に所定の長さを有し、センターコンソール１４の側方から荷重が付与される際、単位セル２２への衝撃を有効に緩和し得る面積に設定される。
【００４２】
プレート材９６の端部には、図３及び図５に示すように、エンドプレート３０ａ側に突出する突起部９８が設けられる。この突起部９８は、センターコンソール１４の側方から荷重が付与された際、先ず、単位セル２２よりもエンドプレート３０ａに前記荷重を分散させるために、側板７４ａ及びアングル部材７６が前記単位セル２２に接触する前に前記エンドプレート３０ａに接触する。
【００４３】
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。
【００４４】
先ず、燃料電池スタック１２では、図３に示すように、エンドプレート３０ａの酸化剤ガス入口マニホールド９０ａから酸化剤ガス供給連通孔４２ａに酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス入口マニホールド９２ａから燃料ガス供給連通孔４４ａに水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。一方、エンドプレート３０ｂの冷却媒体入口マニホールドから冷却媒体供給連通孔４６ａに純水やエチレングリコール等の冷却媒体が供給される。
【００４５】
このため、積層体２４では、矢印Ａ方向に重ね合わされた複数の単位セル２２に対し、酸化剤ガス、燃料ガス及び冷却媒体が矢印Ａ方向に供給される。
【００４６】
図４に示すように、酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給連通孔４２ａから第２金属セパレータ４０の酸化剤ガス流路６０に導入され、電解質膜・電極構造体３６のカソード側電極５２に沿って移動する。一方、燃料ガスは、燃料ガス供給連通孔４４ａから第１金属セパレータ３８の供給孔部５８ａを通って燃料ガス流路５４に導入され、電解質膜・電極構造体３６のアノード側電極５０に沿って移動する。
【００４７】
従って、各電解質膜・電極構造体３６では、カソード側電極５２に供給される酸化剤ガスと、アノード側電極５０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。
【００４８】
次いで、カソード側電極５２に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス排出連通孔４２ｂに沿って流動した後、エンドプレート３０ａの酸化剤ガス出口マニホールド９０ｂから外部に排出される。同様に、アノード側電極５０に供給されて消費された燃料ガスは、排出孔部５８ｂを通って燃料ガス排出連通孔４４ｂに排出されて流動し、エンドプレート３０ａの燃料ガス出口マニホールド９２ｂから外部に排出される。
【００４９】
また、冷却媒体は、冷却媒体供給連通孔４６ａから第１及び第２金属セパレータ３８、４０間の冷却媒体流路６２に導入された後、矢印Ｂ方向に沿って流動する。この冷却媒体は、電解質膜・電極構造体３６を冷却した後、冷却媒体排出連通孔４６ｂを移動してエンドプレート３０ｂの冷却媒体出口マニホールドから排出される。
【００５０】
この場合、第１の実施形態では、図３及び図５に示すように、ケーシング３２を構成する側板７４ａの上部側には、エンドプレート３０ａに近接して緩衝部材９４が取り付けられている。この緩衝部材９４は、プレート材９６に突起部９８を設けるとともに、前記突起部９８とエンドプレート３０ａとの距離は、前記プレート材９６が取り付けられた側板７４ａと単位セル２２との距離よりも短く設定されている。
【００５１】
従って、図６に示すように、センターコンソール１４の側方から外部の荷重Ｆが付与されると、このセンターコンソール１４が変形して緩衝部材９４を燃料電池スタック１２側に押圧する。その際、緩衝部材９４では、先ず、突起部９８がエンドプレート３０ａに当接して荷重Ｆを分散させている。このため、側板７４ａが単位セル２２に当接しても、この単位セル２２に大きな荷重が付与されることはなく、例えば、燃料ガス供給連通孔４４ａの変形等を良好に阻止することが可能になる。
【００５２】
すなわち、緩衝部材９４は、剛性の高い形状や材質で構成することにより、外部からの荷重Ｆを前記緩衝部材９４自体で吸収し、さらに、前記緩衝部材９４が燃料電池スタック１２から離間するために、該緩衝部材９４の変形による荷重吸収機能を有することができる。その上、緩衝部材９４では、先ず、燃料電池スタック１２の中、最も剛性の高いエンドプレート３０ａに、突起部９８が当接して荷重を分散させた後、単位セル２２に当接している。これにより、燃料電池スタック１２全体の外乱に対するタフネスの向上が、簡単な構成で、容易且つ確実に図られるという効果が得られる。
【００５３】
図７は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池車両１００を構成する緩衝部材１０２の説明図である。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〜第１２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。
【００５４】
緩衝部材１０２は、積層方向に延在する一端（下端）がねじ７５を介してケーシング１０４の角部近傍に固定される。緩衝部材１０２は、ケーシング１０４の外壁からセンターコンソール１４の内壁側に突出する変形部１０６を有するとともに、他端部が前記ケーシング１０４の外壁に摺接する。なお、ケーシング１０４は、前述したケーシング３２の他、種々の構成を有するボックス状ケーシングを含む。
【００５５】
このように構成される第２の実施形態では、センターコンソール１４の側方から荷重Ｆが付与されると、このセンターコンソール１４が変形して、先ず、緩衝部材１０２の変形部１０６に当接する。変形部１０６がケーシング１０４側に変形することにより、荷重を分散及び吸収する一方、緩衝部材１０２の他端が、前記ケーシング１０４の外壁に沿って摺動することにより、前記荷重の分散が図られる。
【００５６】
図８は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池車両１１０を構成する緩衝部材１１２の説明図である。
【００５７】
緩衝部材１１２は、積層方向に延在する両端部が、それぞれねじ７５を介してケーシング１０４に固定される。この緩衝部材１１２は、ケーシング１０４の外壁からセンターコンソール１４の内壁側に突出する変形部１１４を有する。
【００５８】
このように構成される第３の実施形態では、センターコンソール１４の側方から荷重Ｆが付与されると、緩衝部材１１２の変形部１１４が変形することによって前記荷重の分散・吸収を行う。その際、緩衝部材１１２の両端は、ねじ７５を介してケーシング１０４に固定されており、前記緩衝部材１１２自体の剛性が有効に向上する。
【００５９】
図９は、本発明の第４の実施形態に係る燃料電池車両１２０を構成する緩衝部材１２２の説明図である。
【００６０】
緩衝部材１２２は、一端がねじ７５を介してケーシング１０４に固定されるとともに、他端には、積層方向に延在して、例えば、樹脂材、ゴム材等の緩衝材１２４が設けられる。この緩衝材１２４は、ケーシング１０４の外壁にテープ部材等によって固定される。緩衝部材１２２は、ケーシング１０４の外壁からセンターコンソール１４の内壁側に突出する変形部１２６を有する。
【００６１】
このように構成される第４の実施形態では、金属製の緩衝部材１２２の端部に緩衝材１２４が設けられるため、荷重Ｆに対するタフネスが一層有効に向上する。
【００６２】
図１０は、本発明の第５の実施形態に係る燃料電池車両１３０を構成する緩衝部材１３２の説明図である。
【００６３】
緩衝部材１３２は、一端がねじ７５を介してケーシング１０４に固定されるとともに、他端に緩衝材１２４が設けられる。この緩衝部材１３２は、変形部１３４を有するとともに、前記変形部１３４には、配管１３６が配設される。配管１３６には、冷却媒体（例えば、水）や酸化剤ガス（例えば、空気）が流通される。
【００６４】
このように構成される第５の実施形態では、緩衝部材１３２が所望の剛性を確保するとともに、配管１３６を配置することにより、変形部１３４内のクリアランスを無駄なく効率的に活用することが可能になる。
【００６５】
なお、緩衝部材１３２の他端は、ケーシング１０４の外壁に、直接、摺接してもよく、ねじ７５により固定してもよい。また、以下の第６及び第７の実施形態においても同様である。
【００６６】
図１１は、本発明の第６の実施形態に係る燃料電池車両１４０を構成する緩衝部材１４２の説明図である。
【００６７】
緩衝部材１４２は、一端がねじ７５を介してケーシング１０４に固定されるとともに、変形部１４４を有する。この変形部１４４内には、緩衝及び保温機能を有する充填材１４６が配設される。
【００６８】
このように構成される第６の実施形態では、変形部１４４内のクリアランスを効率的に活用することができるとともに、緩衝性及び保温性の向上が容易に図られる。
【００６９】
図１２は、本発明の第７の実施形態に係る燃料電池車両１５０を構成する緩衝部材１５２の説明図である。
【００７０】
緩衝部材１５２は、ケーシング１５４を構成する側板１５６を、前記ケーシング１５４の結合部であるねじ７５から一体に延在させ、且つ前記ケーシング１５４の外壁からセンターコンソール１４の内壁側に突出する変形部１５８を有するプレート部で構成される。
【００７１】
このように構成される第７の実施形態では、ケーシング１５４自体に緩衝部材１５２を構成することができ、部品数の削減が容易に図られる。
【００７２】
図１３は、本発明の第８の実施形態に係る燃料電池車両１６０の要部斜視説明図である。
【００７３】
燃料電池車両１６０は、センターコンソール１４内に燃料電池スタック１２を収容しているが、この燃料電池スタック１２に代えて、ケーシングを用いない別の構成を有する燃料電池スタック（図示せず）を採用してもよい。その際、例えば、エンドプレート３０ａ、３０ｂ間を複数本のタイロッドによって積層方向に締め付け固定する構成が採用可能である。また、以下に説明する第９の実施形態以降においても同様である。
【００７４】
センターコンソール１４の内壁面１６２には、例えば、エンドプレート３０ａ側に近接し、且つ前記エンドプレート３０ａの上部両角部に位置して一対の緩衝部材１６４が設けられる。
【００７５】
このように構成される第８の実施形態では、センターコンソール１４の上部両角部に位置して一対の緩衝部材１６４が設けられるため、前記センターコンソール１４自体の剛性が有効に向上する。しかも、緩衝部材１６４は、エンドプレート３０ａの上部両角部に対応して設けられており、センターコンソール１４が変形した際には、先ず、前記エンドプレート３０ａに緩衝部材１６４が当接して荷重の分散が確実に図られる。
【００７６】
図１４は、本発明の第９の実施形態に係る燃料電池車両１７０の要部斜視説明図である。
【００７７】
センターコンソール１４の内壁面１６２の上部両角部近傍に、一対の緩衝部材１７２が設けられており、前記緩衝部材１７２は、燃料電池スタック１２に突出する突出部１７４を有する。
【００７８】
図１５は、本発明の第１０の実施形態に係る燃料電池車両１８０の要部斜視説明図である。
【００７９】
センターコンソール１４の内壁面１６２の上部側に緩衝部材１８２が設けられており、前記緩衝部材１８２は、燃料電池スタック１２の上部を覆って設けられる。
【００８０】
図１６は、本発明の第１１の実施形態に係る燃料電池車両１９０の要部斜視説明図である。
【００８１】
センターコンソール１４の内壁面１６２の上部側に緩衝部材１９２が固定されるとともに、前記緩衝部材１９２は、断面波形状を有している。
【００８２】
このように構成される第１１の実施形態では、センターコンソール１４の側方から荷重Ｆが付与されると、緩衝部材１９２が蛇腹状に変形することにより、前記荷重Ｆを吸収することができる。
【００８３】
図１７は、本発明の第１２の実施形態に係る燃料電池車両２００の要部斜視説明図である。
【００８４】
センターコンソール１４の内壁面１６２の上部に、緩衝部材２０２が固定されるとともに、前記緩衝部材２０２は、プレート材に複数の孔部２０４を形成している。
【００８５】
このように構成される第１１の実施形態では、センターコンソール１４に荷重Ｆが側方から付与されると、孔部２０４が円形状から潰れるように変形することにより、緩衝部材２０２は前記荷重Ｆを吸収することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池車両の一部側面説明図である。
【図２】前記燃料電池車両を構成するとともに、燃料電池スタックが収容されるセンターコンソールの概略断面説明図である。
【図３】前記燃料電池スタックの一部切り欠き斜視斜視説明図である。
【図４】前記燃料電池スタックを構成する単位セルの分解斜視説明図である。
【図５】前記燃料電池スタックの要部拡大斜視図である。
【図６】前記燃料電池スタックを構成する緩衝部材の動作説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池車両を構成する緩衝部材の説明図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池車両を構成する緩衝部材の説明図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る燃料電池車両を構成する緩衝部材の説明図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態に係る燃料電池車両を構成する緩衝部材の説明図である。
【図１１】本発明の第６の実施形態に係る燃料電池車両を構成する緩衝部材の説明図である。
【図１２】本発明の第７の実施形態に係る燃料電池車両を構成する緩衝部材の説明図である。
【図１３】本発明の第８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。
【図１４】本発明の第９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。
【図１５】本発明の第１０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。
【図１６】本発明の第１１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。
【図１７】本発明の第１２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。
【符号の説明】
【００８７】
１０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、２００…燃料電池車両
１２…燃料電池スタック １４…センターコンソール
１８ａ、１８ｂ…フロントシート ２４…積層体
３０ａ、３０ｂ…エンドプレート ３２、１０４、１５４…ケーシング
３６…電解質膜・電極構造体 ３８、４０…金属セパレータ
４８…固体高分子電解質膜 ５０…アノード側電極
５２…カソード側電極 ５４…燃料ガス流路
６０…酸化剤ガス流路 ６２…冷却媒体流路
７４ａ〜７４ｄ、１５６…側板 ７６…アングル部材
７８…ヒンジ構造
９４、１０２、１１２、１２２、１３２、１４２、１５２、１６４、１７２、１８２、１９２、２０２…緩衝部材 ９６…プレート材
９８…突起部
１０６、１１４、１２６、１３４、１４４、１５８…変形部
１２４…緩衝材 １３６…配管
１４６…充填材 １６２…内壁面
１７４…突出部 ２０４…孔部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内に左右のフロントシート間に位置してセンターコンソールが設けられるとともに、前記センターコンソール内に、複数の燃料電池が積層された燃料電池スタックを収容する燃料電池車両であって、
前記燃料電池スタックの少なくとも前記燃料電池の積層方向の一端部側と、前記センターコンソールの内壁との間に設けられ、前記センターコンソールの側方から荷重が付与された際、前記燃料電池に直接衝撃が付与されることを阻止する緩衝部材を備えることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池車両において、前記燃料電池スタックは、複数の前記燃料電池が積層された積層体の前記積層方向両端にエンドプレートが配設されるとともに、前記積層体がケーシング内に収容される一方、
前記緩衝部材は、少なくとも前記積層方向に延在する一端が前記ケーシングの外壁に固定され、且つ前記ケーシングの前記外壁から前記センターコンソールの前記内壁側に突出する変形部を有するプレート材で構成されることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項３】
請求項２記載の燃料電池車両において、前記緩衝部材は、前記積層方向に延在する前記プレート材の他端に緩衝材が設けられることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項４】
請求項１記載の燃料電池車両において、前記燃料電池スタックは、複数の前記燃料電池が積層された積層体の前記積層方向両端にエンドプレートが配設されるとともに、前記積層体がケーシング内に収容される一方、
前記緩衝部材は、前記ケーシングを構成する側板を該ケーシングの結合部から一体に延在させ、且つ前記ケーシングの前記外壁から前記センターコンソールの前記内壁側に突出する変形部を有するプレート部で構成されることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１項に記載の燃料電池車両において、前記変形部と前記ケーシングの前記外壁との間には、水又は空気用の配管が配設されることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項６】
請求項２〜４のいずれか１項に記載の燃料電池車両において、前記変形部と前記ケーシングの前記外壁との間には、緩衝及び保温機能を有する充填材が配設されることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項７】
請求項２〜６のいずれか１項に記載の燃料電池車両において、前記緩衝部材は、前記センターコンソールの側方から荷重が付与された際、先ず前記燃料電池よりも少なくとも一方の前記エンドプレートに前記荷重を分散させるために、少なくとも一方の前記エンドプレート側に突出する突起部を有することを特徴とする燃料電池車両。
【請求項８】
請求項１記載の燃料電池車両において、前記緩衝部材は、前記センターコンソールの前記内壁に設けられることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の燃料電池車両において、前記燃料電池スタックは、縦長形状を有するとともに、
前記緩衝部材は、前記燃料電池スタックの上方の２箇所の角部に対応して設けられることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項１】
車室内に左右のフロントシート間に位置してセンターコンソールが設けられるとともに、前記センターコンソール内に、複数の燃料電池が積層された燃料電池スタックを収容する燃料電池車両であって、
前記燃料電池スタックの少なくとも前記燃料電池の積層方向の一端部側と、前記センターコンソールの内壁との間に設けられ、前記センターコンソールの側方から荷重が付与された際、前記燃料電池に直接衝撃が付与されることを阻止する緩衝部材を備えることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池車両において、前記燃料電池スタックは、複数の前記燃料電池が積層された積層体の前記積層方向両端にエンドプレートが配設されるとともに、前記積層体がケーシング内に収容される一方、
前記緩衝部材は、少なくとも前記積層方向に延在する一端が前記ケーシングの外壁に固定され、且つ前記ケーシングの前記外壁から前記センターコンソールの前記内壁側に突出する変形部を有するプレート材で構成されることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項３】
請求項２記載の燃料電池車両において、前記緩衝部材は、前記積層方向に延在する前記プレート材の他端に緩衝材が設けられることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項４】
請求項１記載の燃料電池車両において、前記燃料電池スタックは、複数の前記燃料電池が積層された積層体の前記積層方向両端にエンドプレートが配設されるとともに、前記積層体がケーシング内に収容される一方、
前記緩衝部材は、前記ケーシングを構成する側板を該ケーシングの結合部から一体に延在させ、且つ前記ケーシングの前記外壁から前記センターコンソールの前記内壁側に突出する変形部を有するプレート部で構成されることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１項に記載の燃料電池車両において、前記変形部と前記ケーシングの前記外壁との間には、水又は空気用の配管が配設されることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項６】
請求項２〜４のいずれか１項に記載の燃料電池車両において、前記変形部と前記ケーシングの前記外壁との間には、緩衝及び保温機能を有する充填材が配設されることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項７】
請求項２〜６のいずれか１項に記載の燃料電池車両において、前記緩衝部材は、前記センターコンソールの側方から荷重が付与された際、先ず前記燃料電池よりも少なくとも一方の前記エンドプレートに前記荷重を分散させるために、少なくとも一方の前記エンドプレート側に突出する突起部を有することを特徴とする燃料電池車両。
【請求項８】
請求項１記載の燃料電池車両において、前記緩衝部材は、前記センターコンソールの前記内壁に設けられることを特徴とする燃料電池車両。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の燃料電池車両において、前記燃料電池スタックは、縦長形状を有するとともに、
前記緩衝部材は、前記燃料電池スタックの上方の２箇所の角部に対応して設けられることを特徴とする燃料電池車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００９−２８６２０６（Ｐ２００９−２８６２０６Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３９３８０（Ｐ２００８−１３９３８０）
【出願日】平成２０年５月２８日（２００８．５．２８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２８日（２００８．５．２８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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