燃料电池单元制造技术

一种燃料电池单元，具备燃料电池堆、电抗器以及收纳所述燃料电池堆和所述电抗器的壳体。在壳体中设置有将壳体内空间分隔成上空间和下空间的中板。燃料电池堆以在其与中板之间确保有预定的间隙的状态收纳于下空间。电抗器在燃料电池堆的上方以上部固定于壳体的状态收纳于上空间。在电抗器的下方的位置，在中板设置有贯通孔。另外，电抗器的下部与贯通孔接近且相对。

Fuel cell unit

A fuel cell unit is provided with a fuel cell stack, a reactor, and a housing that receives the fuel cell stack and the reactor. The middle plate of the shell body is divided into upper space and lower space in the shell. The fuel cell stack is accommodated in the lower space between the plate and its center plate to ensure a predetermined gap. The reactor is fixed on the upper part of the fuel cell stack above the shell, and is rehoused in the upper space. At the lower position of the reactor, there is a through hole in the middle plate. In addition, the lower part of the reactor is close to and opposite to the through hole.

【技术实现步骤摘要】
燃料电池单元
本说明书公开的技术涉及燃料电池单元。尤其涉及减小在燃料电池单元的壳体内为了确保空隙而需要的空间的技术。此处所说的空隙是指在收纳于壳体的部件与壳体内表面之间所应该确保的余裕距离、或者在部件间所应该确保的余裕距离。
技术介绍
作为汽车的电力源，燃料电池备受瞩目。例如，在日本特开2014-83875中公开了一种搭载于汽车的前车厢(frontcompartment)的燃料电池单元。在该燃料电池单元中，在收纳燃料电池堆的壳体上固定有收纳电部件(管理燃料电池堆的输出电压的高电压单元)的其他壳体。
技术实现思路
在汽车中，对部件搭载空间的规定非常严格，所有的部件都要求小型化。另一方面，在电装置中，在收纳于壳体的部件与壳体内表面之间、或者在部件间需要确保预定的余裕距离(空隙)。在日本特开2014-83875的燃料电池单元中，在燃料电池堆与其壳体的顶板(或底板)之间需要有空隙，进而，在其他壳体的顶板(或底部板)与内部的电部件之间也需要有空隙。即，日本特开2014-83875的燃料电池单元在高度方向上在两个部位需要有用于空隙的空间。本说明书提供如下技术：减小在包括燃料电池堆和与其相关的电部件的燃料电池单元中，为了确保壳体内的空隙所需要的空间。本说明书所公开的燃料电池单元具备多个燃料电池芯层叠成的燃料电池堆、与燃料电池堆导通的电部件以及收纳它们的壳体。在壳体内设置有将壳体内空间分隔成上空间和下空间的中板。燃料电池堆以在其与中板之间确保有预定的间隙(空隙)的状态收纳于下空间。电部件在燃料电池堆的上方以上部固定于壳体的状态收纳于上空间。在电部件的下方的位置，在中板设置有电部件的下部能够通过的大小的贯通孔，电部件的下部与贯通孔相对。此外，电部件既可以直接固定于壳体，也可以经由其他构件固定于壳体。在上述的燃料电池单元中，电部件的上部被固定，在下侧需要有空隙。虽然在电部件的下侧有将壳体内空间分隔的中板，但在该中板设置有电部件的下部能够通过的大小的贯通孔。因此，关于电部件的下侧的空隙，能够以到收纳于下空间的燃料电池堆为止的区间来确保即可。另一方面，燃料电池堆以在其与上方的中板之间确保有预定的空隙的状态收纳于下空间。电部件的下侧的空隙与燃料电池堆的上侧的空隙可以重叠。本说明书所公开的燃料电池单元不需要像日本特开2014-83875的燃料电池单元那样分别设置有空隙。本说明书所公开的燃料电池单元能够减小在壳体内为了确保燃料电池堆的空隙和电部件的空隙所需要的空间。可以是，电部件典型地是改变燃料电池堆所输出的电压的电压转换器的电抗器。为了使电压转换器的负载分散，有时将多个电压转换器并联地连接来使用。在该情况下需要多个电抗器。在壳体的中板需要多个电抗器的下部能够通过的大小的贯通孔。另一方面，壳体起到沿电池芯的层叠方向对燃料电池堆施加载荷的作用。当在中板设置有较大的贯通孔时，支承对燃料电池堆施加的载荷的壳体的刚性可能会下降。因此，在中板上沿电池芯的层叠方向设置细长的贯通孔，使多个电抗器沿贯通孔的长方向排列即可。通过使贯通孔在电池芯的层叠方向上细长，能够抑制壳体的层叠方向(燃料电池芯的层叠方向)的刚性的降低。可以是，在所述中板的上表面上，在细长的所述贯通孔的短方向的两侧设置有至少一个第一肋，所述第一肋包括至少一部分沿所述长方向延伸的部分。(i)可以是，所述第一肋围绕所述贯通孔，或者，(ii)可以是，所述至少一个第一肋包括两个所述第一肋，两个所述第一肋的所述长方向的两端与所述壳体的内表面连接。第一肋提高壳体的强度，并且防止落到中板的水滴通过贯通孔而落在燃料电池堆上。电抗器是在动作期间发热的部件，所以，有时在壳体内需要有对电抗器进行冷却的制冷剂流路。在该情况下，即使在假设液体制冷剂从制冷剂流路泄漏了的情况下，也能够防止所泄漏的制冷剂通过贯通孔而落在燃料电池堆上即可。因此，具备以下的构造即可。即，在壳体内，在多个电抗器的上方设置有制冷剂流路。多个电抗器固定于将制冷剂流路的下侧封闭的流路底板。在流路底板的下表面设置有沿长方向延伸的两条第二肋。上述的第一肋在两条第二肋之间位于流路底板的下方。根据这样的构成，从制冷剂流路的侧壁与流路底板的接合面泄漏的制冷剂经由流路底板的第二肋的外侧而落在中板上。所泄漏的制冷剂的落下位置是第一肋的外侧(与贯通孔相反的一侧)，所以，落下的制冷剂不会通过贯通孔而落在燃料电池堆上。流路底板还具备以下的构成即可。在流路底板的上表面设置有沿长方向延伸的多个翅片(fin)。在流路底板的下表面设置有在相邻的电抗器之间沿短方向延伸的第三肋。根据该构成，交叉地延伸的翅片和第三肋可提高流路底板的强度。翅片和第三肋可抑制流路底板的变形，所以制冷剂难以从制冷剂流路泄漏。可以是，所述电部件的下端与所述中板的下表面的高度相同或者比该高度高。可以是，所述电部件的下端与所述中板的下表面的距离比预定的距离短。附图说明以下将参照附图说明本专利技术的示例性实施方式的特征、优点以及技术和产业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：图1是包括燃料电池单元的电动汽车的框图。图2是燃料电池单元的壳体的剖视图。图3是电抗器的立体图。图4是壳体、中板、电抗器以及流路底板的立体图。图5是从斜下方观察流路底板和多个电抗器的立体图。图6是将流路底板和电抗器沿流路底板的长方向进行剖切而得到的剖视图。图7是对翅片的形状的变形例进行说明的剖视图。具体实施方式参照附图来说明实施例的燃料电池单元。首先，参照图1说明燃料电池单元的电路。图1是包括燃料电池单元2的电动汽车100的框图。燃料电池单元2具备燃料电池堆3、多个电压转换器10a-10d以及平滑电容器14。此外，在燃料电池单元2中，另外也包括泵等，但省略了它们的图示。多个电压转换器10a-10d并联地连接。电压转换器10a-10d对燃料电池堆3的输出电压进行变压。具体而言，电压转换器10a-10d对燃料电池堆3的输出电压进行升压。电压转换器10a-10d分别具备电抗器4、开关元件12以及整流二极管13。电抗器4连接于燃料电池堆3的正极线。在电抗器4的二次电池91(后述)侧连接有整流二极管13。整流二极管13按从电抗器4向二次电池91流通电流的朝向连接。在电抗器4和整流二极管13之间的电线与负极线之间，开关元件12连接于所述电线和负极线。当使开关元件12以合适的占空比进行动作时，向二次电池91侧输出根据占空比进行了升压后的电力。在多个电压转换器10a-10d的输出侧并联地连接有平滑电容器14。平滑电容器14可抑制电压转换器10a-10d的输出电流的脉动。在多个电压转换器10a-10d的输出侧连接有变换器93。在变换器93的交流侧连接有行驶用的马达94。另外，在多个电压转换器10a-10d的输出侧与变换器93之间连接有双向DC-DC转换器92。在双向DC-DC转换器92的前端连接有二次电池91。变换器93将直流电力变换成交流并将其向马达94输出。变换器93也具有将马达94所发出的交流电力(再生电力)变换成直流电力的功能。双向DC-DC转换器92具备升压功能和降压功能。升压功能是对二次电池91的输出电压进行升压并将其向变换器93供给的功能。降压功能是对由马达94发出且通过变换器93从交流变换成直流后的再生电力进行降本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池单元，其特征在于，包括：多个燃料电池芯层叠成的燃料电池堆；电部件，其与所述燃料电池堆导通；以及壳体，其收纳所述燃料电池堆和所述电部件，在所述壳体内设置有将所述壳体内的空间分隔成上空间和下空间的中板，所述燃料电池堆以在其与所述中板之间确保有预定的间隙的状态收纳于所述下空间，所述电部件在所述燃料电池堆的上方以上部固定于所述壳体的状态收纳于所述上空间，在所述电部件的下方的位置，在所述中板设置有所述电部件的下部能够通过的大小的贯通孔，所述电部件的下部与所述贯通孔相对。

【技术特征摘要】
2017.03.27 JP 2017-0615431.一种燃料电池单元，其特征在于，包括：多个燃料电池芯层叠成的燃料电池堆；电部件，其与所述燃料电池堆导通；以及壳体，其收纳所述燃料电池堆和所述电部件，在所述壳体内设置有将所述壳体内的空间分隔成上空间和下空间的中板，所述燃料电池堆以在其与所述中板之间确保有预定的间隙的状态收纳于所述下空间，所述电部件在所述燃料电池堆的上方以上部固定于所述壳体的状态收纳于所述上空间，在所述电部件的下方的位置，在所述中板设置有所述电部件的下部能够通过的大小的贯通孔，所述电部件的下部与所述贯通孔相对。2.根据权利要求1所述的燃料电池单元，其特征在于，所述电部件是改变所述燃料电池堆的输出电压的电压转换器的电抗器。3.根据权利要求2所述的燃料电池单元，其特征在于，所述壳体沿所述燃料电池芯的层叠方向对所述燃料电池堆施加载荷，所述贯通孔沿所述层叠方向细长地延伸，多个所述电抗器沿所述贯通孔的长方向排列。4.根据权利要求3所述的燃料电池单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村育弘，河村周治，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP