JP2006302606A

JP2006302606A - Fuel cell housing case

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Publication number: JP2006302606A
Application number: JP2005121235A
Authority: JP
Inventors: Soichiro Ogawa; 宗一郎小川
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2005-04-19
Filing date: 2005-04-19
Publication date: 2006-11-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell housing case enabling effective ventilation with an increase of the number of piping parts suppressed and hardly affected by restrictions of an on-vehicle layout. <P>SOLUTION: The fuel cell housing case 11, housing a fuel cell 40 structured by laminating unit fuel cells each comprising a separator for a flow channel of reaction gas or a coolant and a power generating cell, is provided with an air in-take port 13 taking in air from outside the case, a ventilating inlet duct 20 fitted on an inner wall face of the case and equipped with a blast nozzle 21 positioned so as to guide the air taken in from the air in-take port 13 to flow into a given site inside the case, and an air exhaust port 14 for the air flowing inside the case to flow outside the case through. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池収納ケースに関する。 The present invention relates to a fuel cell storage case.

燃料電池は、電解質膜を挟んで設けられた一対の電極のうち陽極に水素ガスを供給するとともに、他方の陰極に酸化剤ガスを供給し、電解質膜側の表面で生じる電気化学反応を利用して電気エネルギーを取り出すものである。 A fuel cell uses an electrochemical reaction that occurs on the surface of the electrolyte membrane by supplying hydrogen gas to the anode of a pair of electrodes provided across the electrolyte membrane and supplying oxidant gas to the other cathode. To extract electrical energy.

このような燃料電池は、車両に搭載する場合には安全性及び耐久性が要求される。そこで、燃料電池をケースに収納して保護することによって、外部からの衝撃を防いでいる。しかし、このケースは防水性を確保するために密閉されるため、水素ガスが漏れ出した場合にはケース内に水素ガスが充満してしまうおそれがあった。 Such a fuel cell is required to have safety and durability when mounted on a vehicle. Therefore, the impact from the outside is prevented by storing the fuel cell in a case for protection. However, since this case is hermetically sealed to ensure waterproofness, there is a possibility that the hydrogen gas will be filled in the case when hydrogen gas leaks out.

さらに、燃料電池の実装密度を向上させるために近接した状態で複数の燃料電池をケース内に配置した場合には、各燃料電池端部から発生する水蒸気が排出されにくくなってしまう。そのため、この水蒸気が凝縮することによって発生した水滴が電子部品と接触することによって故障してしまうおそれがあった。 Furthermore, when a plurality of fuel cells are arranged in the case in close proximity to improve the mounting density of the fuel cells, water vapor generated from the end portions of the fuel cells is difficult to be discharged. For this reason, there is a possibility that the water droplets generated by the condensation of the water vapor may break down due to contact with the electronic component.

こうした問題点を解決するために、漏れた水素ガスの排出やケース内の空気の循環を目的として換気口と換気ファンを設けてケース内の換気を行う方法が提案されている。しかし、ケース周辺やケース内部のレイアウトによって、換気口を設定する位置に制約を受けることがあり、効果的な換気経路を設定することが困難な場合があった。 In order to solve such problems, a method of ventilating the case by providing a vent and a ventilation fan for the purpose of discharging leaked hydrogen gas and circulating the air in the case has been proposed. However, there are cases where it is difficult to set an effective ventilation path because the layout around the case or inside the case may be restricted by the position where the ventilation port is set.

そこで、ケース内の換気経路を調整するためにコンプレッサ等からの換気導入経路の設定を行なう換気システムを設ける方法が提案された（特許文献１）。
特開２００３−１３２９１６号公報 Therefore, a method of providing a ventilation system for setting a ventilation introduction path from a compressor or the like in order to adjust the ventilation path in the case has been proposed (Patent Document 1).
JP 2003-132916 A

しかし、上述の燃料電池収納ケースでは、換気システムを追加することによって構成が複雑化してしまった。また、配管部品点数が増加するために燃料電池システム全体の重量増加とともに製造コストの増加も招いてしまった。 However, the configuration of the fuel cell storage case described above has been complicated by adding a ventilation system. In addition, since the number of piping parts increases, the manufacturing cost increases as the weight of the entire fuel cell system increases.

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、配管部品点数の大幅な増加を抑えたうえで効果的な換気を可能とし、車載レイアウトの制約を受けにくい燃料電池収納ケースを提供することを目的としている。 The present invention has been made paying attention to such a conventional problem, and enables fuel to be effectively ventilated while suppressing a significant increase in the number of piping parts, and is not subject to restrictions on in-vehicle layout. The purpose is to provide a storage case.

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。 The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected, it is not limited to this.

本発明は、反応ガス又は冷媒の流路用セパレータと発電セルとを有する単位燃料電池を積層して構成される燃料電池（４０）を収納する燃料電池収納ケース（１１）であって、前記ケース外部から空気を取り込む空気取込口（１３）と、前記ケース内壁面に設けられており、前記空気取込口（１３）から取り込まれた空気が前記ケース内部の所定の場所に流れるように案内されるように位置決めされた噴出孔（２１）を有する換気入口ダクト（２０）と、前記ケース内部を流れた空気が前記ケース外部に流れ出るようにする空気排出口（１４）と、を備えることを特徴とする。 The present invention is a fuel cell storage case (11) for storing a fuel cell (40) configured by laminating unit fuel cells each having a reaction gas or refrigerant flow path separator and a power generation cell. An air intake port (13) for taking in air from the outside and the case inner wall surface are provided so that the air taken in from the air intake port (13) flows to a predetermined place inside the case. A ventilation inlet duct (20) having an ejection hole (21) positioned as described above, and an air outlet (14) for allowing the air flowing inside the case to flow out of the case. Features.

本発明によれば、換気ファンをケース内部に設置することを必要とせず、ケース内の換気を簡単な構造で効果的に行うことができる。また、空気取込口は換気入口ダクトと接続されていればケース内に空気を送り込むことが可能であるため、設置位置の自由度が大きくなる。したがって、空気取込口などの設置について燃料電池ケース周辺の車載レイアウトによる制約を受けにくくすることができる。 According to the present invention, it is not necessary to install a ventilation fan inside the case, and ventilation in the case can be effectively performed with a simple structure. Further, if the air intake port is connected to the ventilation inlet duct, it is possible to send air into the case, so that the degree of freedom of the installation position is increased. Therefore, the installation of the air intake port and the like can be made difficult to be restricted by the in-vehicle layout around the fuel cell case.

以下では図面等を参照して本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

（第１実施形態）
図１は、本実施形態における燃料電池収納ケース１１を採用した燃料電池システム１の全体を示す斜視図である。 (First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing an entire fuel cell system 1 employing a fuel cell storage case 11 in the present embodiment.

本実施形態における燃料電池収納ケース１１を採用した燃料電池システム１は、ケース１１と、ケースカバー１２と、燃料電池４０とを備える。ケース１１は、燃料電池４０を保護する。ケース１１には、上部に開口部が設けられている。ケース１１の開口部には、ケース１１を閉塞するためのケースカバー１２を装着する。 The fuel cell system 1 employing the fuel cell storage case 11 in the present embodiment includes a case 11, a case cover 12, and a fuel cell 40. Case 11 protects fuel cell 40. The case 11 has an opening at the top. A case cover 12 for closing the case 11 is attached to the opening of the case 11.

ケース１１の前面には、ケース１１の内部を換気するための換気出口１４が設けられている。また、ケース１１の背面には、換気入口１３が設けられている。さらに、ケース１１の前面には、水素ガスの漏れを検知する水素濃度センサ５０が備えられる。 A ventilation outlet 14 for ventilating the inside of the case 11 is provided on the front surface of the case 11. A ventilation inlet 13 is provided on the back surface of the case 11. Further, a hydrogen concentration sensor 50 that detects leakage of hydrogen gas is provided on the front surface of the case 11.

ケース１１の換気入口１３側の内壁面には、換気入口ダクト２０が設けられる。ケース１１の外部から取り入れられた空気は、換気入口ダクト２０を経由してケース１１の内部に取り込まれる。また、換気出口１４を備えるケース１１の前面には、図１では示されていない後述する換気出口ダクト３０が設けられている。ケース内部の空気は、換気出口ダクト３０を経由して換気出口１４から外部に排出される。 A ventilation inlet duct 20 is provided on the inner wall surface of the case 11 on the ventilation inlet 13 side. Air taken from the outside of the case 11 is taken into the case 11 via the ventilation inlet duct 20. Moreover, the ventilation outlet duct 30 mentioned later which is not shown in FIG. 1 is provided in the front surface of case 11 provided with the ventilation outlet 14. FIG. The air inside the case is discharged to the outside from the ventilation outlet 14 via the ventilation outlet duct 30.

燃料電池４０は、複数の燃料電池スタック４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄで構成される。燃料電池スタック４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄは、発電セルと反応ガス又は冷媒の流路用セパレータとを有する単位燃料電池を積層して四角柱状に形成される。図１に示すように、燃料電池スタック４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄは、ケース１１の内部に間隔を開けて２段２列に配列される。燃料電池スタック４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄは、図１に示すように換気出口１４側でバスバー４１ａによって上段同士（４０ａ，４０ｄ）が、また、バスバー４１ｂによって下段同士（４０ｂ，４０ｃ）がそれぞれ連結されている。一方、換気入口１３側では図示されていないが、奥側では上段の燃料電池スタック４０ａと下段の燃料電池スタック４０ｂとがバスバー４１ｃによって連結されている。換気入口１３側の手前側の燃料電池スタック４０ｃ，４０ｄには、発生した電力を外部に取り出す端子部が設けられている。燃料電池４０は、図示されないボルトで支持されてケース１１の内側に固定されており、燃料電池４０の側面又は底面とケース内壁面との間には隙間を有する。 The fuel cell 40 includes a plurality of fuel cell stacks 40a, 40b, 40c, and 40d. The fuel cell stacks 40a, 40b, 40c, and 40d are formed in a quadrangular prism shape by stacking unit fuel cells each having a power generation cell and a reaction gas or refrigerant flow path separator. As shown in FIG. 1, the fuel cell stacks 40 a, 40 b, 40 c, and 40 d are arranged in two rows and two rows at intervals inside the case 11. As shown in FIG. 1, the fuel cell stacks 40a, 40b, 40c, and 40d are connected to each other in the upper stage (40a, 40d) by the bus bar 41a on the ventilation outlet 14 side, and to the lower stages (40b, 40c) by the bus bar 41b. Has been. On the other hand, although not shown on the ventilation inlet 13 side, the upper fuel cell stack 40a and the lower fuel cell stack 40b are connected by a bus bar 41c on the rear side. The fuel cell stacks 40c and 40d on the near side on the ventilation inlet 13 side are provided with terminal portions for taking out the generated electric power to the outside. The fuel cell 40 is supported by a bolt (not shown) and fixed to the inside of the case 11, and there is a gap between the side surface or bottom surface of the fuel cell 40 and the inner wall surface of the case.

図２は、本実施形態における燃料電池収納ケース１１を採用した燃料電池システム１の断面図であり、図２（Ａ）は側面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ断面図をケース１１の内側から見た図、図２（Ｃ）は図２（Ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the fuel cell system 1 employing the fuel cell storage case 11 in the present embodiment, FIG. 2 (A) is a side view, and FIG. 2 (B) is BB in FIG. 2 (A). FIG. 2C is a cross-sectional view taken along the line C-C in FIG. 2B.

図２（Ａ）に示すように、ケース１１の左側の面（図１の背面）には換気入口１３が設けられている。本実施形態においては、換気入口１３と対向するケース１１の右側の面（図１の前面）には、換気出口１４が設けられている。また、ケース１１は前述のように２段２列に配列された燃料電池スタック４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄから構成された燃料電池４０を収納する。図示されている燃料電池スタック４０ａと４０ｂは、図２（Ａ）に示すように換気入口側で連結されている。 As shown in FIG. 2A, a ventilation inlet 13 is provided on the left side surface of the case 11 (the back surface in FIG. 1). In the present embodiment, a ventilation outlet 14 is provided on the right side surface (front surface in FIG. 1) of the case 11 facing the ventilation inlet 13. Further, the case 11 houses the fuel cells 40 composed of the fuel cell stacks 40a, 40b, 40c, 40d arranged in two rows and two rows as described above. The illustrated fuel cell stacks 40a and 40b are connected on the ventilation inlet side as shown in FIG.

図２（Ａ）に示すように、図左側の換気入口１３を備える内壁面には、複数の換気入口ダクト２０を備えている。換気入口ダクト２０には、表面に換気噴出孔２１が形成される。換気噴出孔２１は、換気入口１３から換気入口ダクト２０に取り込まれた空気をケース１１内に通過させる。 As shown in FIG. 2 (A), a plurality of ventilation inlet ducts 20 are provided on the inner wall surface provided with the ventilation inlet 13 on the left side of the drawing. The ventilation inlet duct 20 has a ventilation ejection hole 21 formed on the surface. The ventilation outlet 21 allows the air taken into the ventilation inlet duct 20 from the ventilation inlet 13 to pass through the case 11.

同様に、図２（Ａ）右側の換気出口１４を備える内壁面には、換気出口ダクト３０を備えている。換気出口ダクト３０には、表面に換気排出孔３１が形成される。換気排出孔３１は、ケース１１内部の空気を通過させて、換気出口ダクト３０内に取り込む。取り込まれた空気は換気出口１４から外部に排出される。 Similarly, a ventilation outlet duct 30 is provided on the inner wall surface provided with the ventilation outlet 14 on the right side of FIG. A ventilation discharge hole 31 is formed on the surface of the ventilation outlet duct 30. The ventilation exhaust hole 31 allows the air inside the case 11 to pass through and is taken into the ventilation outlet duct 30. The taken-in air is discharged from the ventilation outlet 14 to the outside.

図２（Ｂ）に示すように、換気入口ダクト２０はケース１１の換気入口側内壁面に格子状に形成されている。したがって、図２（Ｃ）に示すように換気入口ダクト２０には入口凹部１５が形成される。同様に、換気出口ダクト３０にも出口凹部１６が形成される。 As shown in FIG. 2B, the ventilation inlet duct 20 is formed in a lattice shape on the inner wall surface of the case 11 on the ventilation inlet side. Therefore, as shown in FIG. 2C, the inlet recess 15 is formed in the ventilation inlet duct 20. Similarly, an outlet recess 16 is formed in the ventilation outlet duct 30.

図２（Ａ）に示すように、対向する入口凹部１５と出口凹部１６との間をケース底面と平行に燃料電池スタック４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄが備えられ、複数の換気噴出孔２１は燃料電池スタック４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄの隙間に対応して所定の間隔で配置される。したがって、換気噴出孔２１から取り込まれる空気は、各燃料電池スタック４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄの間を通過する。また、燃料電池スタック４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄを連結するバスバー４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、換気噴出孔２１から取り込まれる空気の流路上に位置することとなる。 As shown in FIG. 2A, fuel cell stacks 40a, 40b, 40c, and 40d are provided between the opposing inlet recess 15 and outlet recess 16 in parallel with the bottom of the case, and the plurality of ventilation ejection holes 21 are formed of fuel. The battery stacks 40a, 40b, 40c, and 40d are arranged at predetermined intervals corresponding to the gaps. Therefore, the air taken in from the ventilation ejection holes 21 passes between the fuel cell stacks 40a, 40b, 40c, and 40d. Further, the bus bars 41a, 41b, and 41c connecting the fuel cell stacks 40a, 40b, 40c, and 40d are positioned on the flow path of the air taken in from the ventilation ejection holes 21.

次に、本実施形態における燃料電池収納ケース１１の作用について説明する。 Next, the operation of the fuel cell storage case 11 in this embodiment will be described.

図３は、本実施形態における燃料電池収納ケース１１を採用した燃料電池システム１の断面図であり、取り込まれた空気の流れを示す図である。なお、燃料電池収納ケース１１内に空気を取り込む方法は、走行風を導くことによって自然吸気を行う方法、若しくは、コンプレッサを利用して燃料電池にカソードガスを送る配管を分岐させる方法がある。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the fuel cell system 1 that employs the fuel cell storage case 11 in the present embodiment, and shows the flow of the taken-in air. In addition, as a method of taking air into the fuel cell storage case 11, there are a method of performing natural intake by guiding a traveling wind, or a method of branching a pipe for sending cathode gas to the fuel cell using a compressor.

換気入口１３は、燃料電池システム１に外部から空気を取り込む。取り込まれた空気は、換気入口ダクト２０内を経由して換気噴出孔２１からケース１１内部に取り込まれる。換気噴出孔２１から取り込まれた空気は、燃料電池スタック４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄの間を通過して換気出口ダクト３０に向かって流れる。換気出口ダクト３０に到達した空気は、換気出口ダクト３０の表面に設けられた換気排出孔３１から換気出口ダクト３０に排出される。換気出口ダクト３０に排出された空気は、換気出口１４からケース１１の外部に排出される。 The ventilation inlet 13 takes air into the fuel cell system 1 from the outside. The taken-in air is taken into the case 11 from the ventilation outlet 21 through the ventilation inlet duct 20. The air taken in from the ventilation outlet 21 passes between the fuel cell stacks 40a, 40b, 40c, 40d and flows toward the ventilation outlet duct 30. The air that has reached the ventilation outlet duct 30 is discharged to the ventilation outlet duct 30 through a ventilation discharge hole 31 provided on the surface of the ventilation outlet duct 30. The air discharged to the ventilation outlet duct 30 is discharged from the ventilation outlet 14 to the outside of the case 11.

燃料電池４０から水素ガスが漏れた場合には、換気出口ダクト３０内に排出された空気に水素ガスが含まれる。その空気は換気出口ダクト３０内を通過して換気出口１４に到達するため、換気出口ダクト３０内に水素濃度センサ５０を設けることによって漏れた水素ガスを検知することができる。 When hydrogen gas leaks from the fuel cell 40, the hydrogen gas is contained in the air discharged into the ventilation outlet duct 30. Since the air passes through the ventilation outlet duct 30 and reaches the ventilation outlet 14, the hydrogen gas leaked can be detected by providing the hydrogen concentration sensor 50 in the ventilation outlet duct 30.

本実施形態によれば、換気入口ダクト２０と連通する換気噴出孔２１の配置を自由に設定することができるため、その配置を変更することによってケース１１内部に取り込まれる空気の流れを容易に調節することができる。また、ケース１１の内部に換気ファンなどを設ける必要がないため、ケース１１の内部構造を簡略化することができる。したがって、部品点数を大幅に増加させることなく換気を調節することができる。さらに、構造が複雑でないため、組付けの作業効率を悪化させることはない。 According to this embodiment, since the arrangement of the ventilation ejection holes 21 communicating with the ventilation inlet duct 20 can be set freely, the flow of air taken into the case 11 can be easily adjusted by changing the arrangement. can do. Moreover, since it is not necessary to provide a ventilation fan etc. inside the case 11, the internal structure of the case 11 can be simplified. Therefore, ventilation can be adjusted without significantly increasing the number of parts. Furthermore, since the structure is not complicated, the work efficiency of the assembly is not deteriorated.

また、ケース１１の内壁面に換気入口ダクト２０が設けられるため、前述のように換気噴出孔２１の位置設定の自由度が高い。したがって、燃料電池４０から供給される電力によって高温となるバスバー４１ａなどの発熱部材を冷却するために、取り込まれる空気の流れをこの発熱部材に向けることによって効果的に冷却することができる。 Further, since the ventilation inlet duct 20 is provided on the inner wall surface of the case 11, the degree of freedom in setting the position of the ventilation ejection hole 21 is high as described above. Therefore, in order to cool the heat generating member such as the bus bar 41a which becomes high temperature by the electric power supplied from the fuel cell 40, the air flow taken in can be effectively cooled by directing it toward the heat generating member.

さらに、燃料電池スタック４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄの間を空気が流れることによって各燃料電池スタック４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄから排出される水蒸気がケース１１内で滞留せずに換気される。したがって、排出された水蒸気が凝縮することによって水滴となり、これが原因で電子部品がショートして故障することを防ぐことができる。 Furthermore, when the air flows between the fuel cell stacks 40a, 40b, 40c, and 40d, the water vapor discharged from each of the fuel cell stacks 40a, 40b, 40c, and 40d is ventilated without staying in the case 11. Therefore, the discharged water vapor is condensed to form water droplets, which can prevent the electronic component from short-circuiting and causing a failure.

また、ケース１１内から排出される空気はいったん換気出口ダクト３０を通過する。そのため、換気出口ダクト３０内に水素濃度センサ５０を配置すれば、ケース１１の上部や換気出口１４の近傍に配置しなくても、水素ガスを検知することができる。したがって、水素濃度センサ５０を配置する際の自由度が高くなるため、車載レイアウトの影響を受けにくくなる。 Further, the air discharged from the case 11 once passes through the ventilation outlet duct 30. Therefore, if the hydrogen concentration sensor 50 is disposed in the ventilation outlet duct 30, hydrogen gas can be detected without being disposed in the upper part of the case 11 or in the vicinity of the ventilation outlet 14. Accordingly, since the degree of freedom in arranging the hydrogen concentration sensor 50 is increased, it is difficult to be influenced by the in-vehicle layout.

（第２実施形態）
図４は、本発明による燃料電池収納ケース１１１を採用した燃料電池システムの第２実施形態の断面図及び空気の流れを示す図である。 (Second Embodiment)
FIG. 4 is a cross-sectional view of a second embodiment of the fuel cell system employing the fuel cell storage case 111 according to the present invention and a diagram showing the air flow.

なお以下に示す各実施形態では前述した実施形態と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。 In the following embodiments, the same reference numerals are given to the portions that perform the same functions as those of the above-described embodiments, and overlapping descriptions are omitted as appropriate.

本実施形態では、換気入口１１３と換気出口１１４がケース１１１の同一の面に設けられる。換気入口１１３から取り込まれた空気は、ケース１１１の内部を通過して換気排出通路１３０に到達する。本実施形態では、ケース１１１の内部に配管１１７を設けて、換気排出通路１３０に取り込まれた空気を換気出口１１４に導くように構成する。水素濃度センサ５０は、換気出口１１４と同一の面に設けられている。また、本実施形態では、換気入口１１３と換気出口１１４が同一の面に設けられているため、ケース１１１の内部の換気を促進するために、換気ファンを換気入口１１３に使用してもよい。ただし、換気ファンは、ケース１１１の内部に設ける必要はなく、ケース１１１の専用品である必要もない。 In this embodiment, the ventilation inlet 113 and the ventilation outlet 114 are provided on the same surface of the case 111. The air taken in from the ventilation inlet 113 passes through the inside of the case 111 and reaches the ventilation discharge passage 130. In the present embodiment, a pipe 117 is provided inside the case 111 so that the air taken into the ventilation discharge passage 130 is guided to the ventilation outlet 114. The hydrogen concentration sensor 50 is provided on the same surface as the ventilation outlet 114. In this embodiment, since the ventilation inlet 113 and the ventilation outlet 114 are provided on the same surface, a ventilation fan may be used for the ventilation inlet 113 in order to promote ventilation inside the case 111. However, the ventilation fan does not need to be provided inside the case 111 and does not need to be a dedicated product for the case 111.

本実施形態によれば、換気入口１１３及び換気出口１１４を自由に配置することができる。そのため、ケース１１１の横にハーネスや配管が集中するような車両レイアウト上の制約にも柔軟に対応できる。さらに、ケース１１１のある一面に反応流体、冷却媒体、換気などの配管インターフェースを集中させることも可能となり、車載時のレイアウト自由度を向上させることができる。 According to this embodiment, the ventilation inlet 113 and the ventilation outlet 114 can be arrange | positioned freely. Therefore, it is possible to flexibly cope with restrictions on the vehicle layout in which harnesses and piping are concentrated beside the case 111. Furthermore, it becomes possible to concentrate the piping interfaces such as the reaction fluid, the cooling medium, and the ventilation on one surface of the case 111, so that the layout flexibility when mounted on the vehicle can be improved.

また、ケース１１１内の水素濃度を検知する場合にレイアウト上の制約からケース１１１の最上部に水素濃度センサ５０を配置できない場合であっても、配管１１５内に水素濃度センサ５０を設置することでケース内部の水素濃度の検知精度を維持することができる。 Further, when the hydrogen concentration in the case 111 is detected, even if the hydrogen concentration sensor 50 cannot be arranged at the top of the case 111 due to layout restrictions, the hydrogen concentration sensor 50 can be installed in the pipe 115. The detection accuracy of the hydrogen concentration inside the case can be maintained.

（第３実施形態）
図５は、本発明による燃料電池収納ケース２１１を採用した燃料電池システムの第３実施形態の断面図及び空気の流れを示す図である。 (Third embodiment)
FIG. 5 is a cross-sectional view of a third embodiment of the fuel cell system employing the fuel cell storage case 211 according to the present invention and a diagram showing the air flow.

本実施形態では、ケース２１１の換気入口１１３が設けられている内壁面に強度補強用のリブ２２０を設ける。リブ２２０は、凸状に形成される。また、リブ２２０には内部に配管２２２を備える。配管２２２には、換気入口１１３から吸入した空気が内部を通過する。さらに、この空気はリブ２２０に設けられた換気噴出孔２２１からケース２１１内部に送り込まれる。こうして送り込まれた空気によって、燃料電池スタック４０の発熱部分４１ａ、４１ｂ及び４１ｃが冷却される。このように、リブ２２０は換気入口ダクトと同様の機能を果たすことができる。 In the present embodiment, a rib 220 for reinforcing strength is provided on the inner wall surface of the case 211 where the ventilation inlet 113 is provided. The rib 220 is formed in a convex shape. The rib 220 includes a pipe 222 inside. The air sucked from the ventilation inlet 113 passes through the pipe 222. Further, this air is sent into the case 211 from the ventilation ejection hole 221 provided in the rib 220. The air thus sent cools the heat generating portions 41a, 41b and 41c of the fuel cell stack 40. In this manner, the rib 220 can perform the same function as the ventilation inlet duct.

本実施形態によれば、リブ２２０を設けることによってケース２１１の強度を確保するとともに、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、ケース２１１の内部レイアウトの自由度が向上し、小型軽量化を図ることができる。 According to the present embodiment, by providing the rib 220, the strength of the case 211 can be ensured, and the same effects as those of the second embodiment can be obtained. Furthermore, the degree of freedom of the internal layout of the case 211 is improved, and the size and weight can be reduced.

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications and changes can be made within the scope of the technical idea, and it is obvious that these are equivalent to the present invention.

例えば、換気通路は内壁面に中空の隆起部を設け、表面に空気交換孔を形成したものでもよい。また、発熱部位としては、セル電圧測定部位もある。さらに、ケース内部の空気が円滑に流れるように、換気出口を換気入口よりも大きく形成してもよい。 For example, the ventilation passage may be provided with a hollow raised portion on the inner wall surface and an air exchange hole formed on the surface. In addition, as a heat generation part, there is also a cell voltage measurement part. Furthermore, the ventilation outlet may be formed larger than the ventilation inlet so that the air inside the case flows smoothly.

本発明による第１実施形態の燃料電池収納ケースを使用した燃料電池システムを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the fuel cell system using the fuel cell storage case of 1st Embodiment by this invention. 本発明による第１実施形態の燃料電池収納ケースを使用した燃料電池システムの断面図である。It is sectional drawing of the fuel cell system using the fuel cell storage case of 1st Embodiment by this invention. 本発明による第１実施形態の燃料電池収納ケースを使用した燃料電池システムの断面図であり、ケース内の空気の流れを示す図である。It is sectional drawing of the fuel cell system using the fuel cell storage case of 1st Embodiment by this invention, and is a figure which shows the flow of the air in a case. 本発明による第２実施形態の燃料電池収納ケースを使用した燃料電池システムの断面図であり、ケース内の空気の流れを示す図である。It is sectional drawing of the fuel cell system using the fuel cell storage case of 2nd Embodiment by this invention, and is a figure which shows the flow of the air in a case. 本発明による第３実施形態の燃料電池収納ケースを使用した燃料電池システムの断面図であり、ケース内の空気の流れを示す図である。It is sectional drawing of the fuel cell system using the fuel cell storage case of 3rd Embodiment by this invention, and is a figure which shows the flow of the air in a case.

Explanation of symbols

１燃料電池システム
１１ケース（燃料電池収納ケース）
１２ケースカバー
１３換気入口（空気取込口）
１４換気出口（空気排出口）
２０換気入口ダクト
２１換気噴出孔（噴出孔）
３０換気出口ダクト
３１換気排出孔
４０燃料電池
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ燃料電池スタック
４１ａ，４１ｂ，４１ｃバスバー（発熱部位）
５０水素濃度センサ 1 Fuel Cell System 11 Case (Fuel Cell Storage Case)
12 Case cover 13 Ventilation inlet (air intake)
14 Ventilation outlet (air outlet)
20 Ventilation inlet duct 21 Ventilation outlet (outlet)
30 Ventilation outlet duct 31 Ventilation discharge hole 40 Fuel cells 40a, 40b, 40c, 40d Fuel cell stacks 41a, 41b, 41c Bus bar (heat generating part)
50 Hydrogen concentration sensor

Claims

A fuel cell storage case for storing a fuel cell configured by stacking unit fuel cells having a separator for a flow path of a reaction gas or a refrigerant and a power generation cell,
An air intake port for taking in air from outside the case;
A ventilation inlet duct that is provided on the inner wall surface of the case and has an ejection hole that is positioned so that air taken in from the air intake port is guided to a predetermined location inside the case;
An air outlet that allows the air flowing inside the case to flow out of the case;
A fuel cell storage case comprising:

The ventilation inlet duct defines a flow place so that air flows along the peripheral surface of the fuel cell to be housed.
The fuel cell storage case according to claim 1.

The ventilation inlet duct defines a flow place so that air flows to the heat generating part of the fuel cell to be housed.
The fuel cell storage case according to claim 1 or claim 2, wherein

A plurality of the ejection holes are formed, and the air taken in from the air intake port is dispersed to flow to a predetermined place inside the case.
The fuel cell storage case according to any one of claims 1 to 3, wherein the fuel cell storage case is provided.

The convex rib formed on the inner wall surface of the case also serves as the ventilation inlet duct.
The fuel cell storage case according to any one of claims 1 to 4, wherein the fuel cell storage case is provided.

A ventilation outlet duct that is provided on a surface facing the inner wall surface of the case where the ventilation inlet duct is provided, and that takes in the air that has flowed through the case and flows to the air outlet;
The fuel cell storage case according to any one of claims 1 to 5, wherein

A hydrogen concentration sensor for detecting a hydrogen concentration of air flowing through the ventilation outlet duct;
The fuel cell storage case according to claim 6.

The air outlet is formed on the surface provided with the ventilation outlet duct.
The fuel cell storage case according to claim 6 or 7, wherein

A return passage that is connected to the ventilation outlet duct and returns the air taken into the air outlet to the surface on which the ventilation inlet duct is provided;
The air discharge port is connected to the return passage and is formed on the same plane as the air intake port.
The fuel cell storage case according to claim 6 or 7, wherein

The air discharge port has the same size as the air intake port or larger than the air intake port,
The fuel cell storage case according to any one of claims 1 to 9, wherein