燃料电池系统及车辆的制作方法

专利名称：燃料电池系统及车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及搭载有燃料电池系统的车辆，特别是涉及燃料电池及DC/DC转换器等燃料电池的关联装置的搭载构造。
背景技术：
以从燃料电池系统供给电力来驱动车辆行驶用电动机进行行驶的方式构成的车辆(以下，也称为“燃料电池车”)正在被开发。在燃料电池车中，通过将燃料电池系统的构成部件配置于车辆中央的底板下部，确保碰撞时的安全性。例如，日本特开2005-205945号公报中公开了如下的车辆搭载构造，即，在由设置于燃料电池车的车辆前后方向的底板车架和设置于车辆宽度方向的横构件围成的车身底板下部，与燃料电池单元和辅机单元相邻配置。通过这种构造，能够缩短配管长度及配线长度，且能够确保碰撞安全性(专利文献1)。日本特开2004-161092号公报公开了在前后并列配置有保持燃料电池及燃料气体稀释箱的燃料电池箱、保持燃料气体罐的副车架的构造。特别是具有如下特征，即，在燃料电池箱内，将燃料气体稀释箱配置于比燃料电池更靠副车架侧。通过该构成，在车辆碰撞时，利用燃料气体稀释箱的变形来吸收副车架受到的碰撞能量(专利文献2)。日本特开2007-015612号公报公开了具备以支承车辆中央位置的中央轮廓的方式设置的左右一对中央车架、及设置于中央车架的车宽度方向外侧的左右一对侧车架的车架构造。在中央轮廓收纳有燃料电池组，在中央车架和侧车架之间的车宽度方向的区域收纳有DC-DC转换器(专利文献3)。关于使燃料电池的输出电压升压或降压的DC-DC转换器，例如，日本特开 2007-209161号公报、日本特开2007-318938号公报进行了公开(专利文献4及专利文献 5)。专利文献1 日本特开2005-205945号公报专利文献2 日本特开2004-161092号公报专利文献3 日本特开2007-015612号公报专利文献4 日本特开2007-209161号公报专利文献5 日本特开2007-318938号公报

发明内容
但是，在上述现有技术的搭载构造中，不能充分保护燃料电池免受从燃料电池车的前面等方面碰撞物体时的冲击。例如，专利文献1记载的技术虽然底板车架暂时吸收侧撞的冲击且缓和向燃料电池单元的冲击，但根据侧撞的冲击的强度、物体的高度，物体有可能进入到燃料电池单元的
设置位置。在专利文献2记载的技术中，即使燃料气体稀释箱能吸收较多冲击，也不能防止燃料气体稀释箱动作而与燃料电池接触。因此，有可能从燃料电池内部泄漏燃料气体，由于火花而起火。在专利文献3记载的技术中，由于中央车架为抵抗DC-DC转换器的移动的构造，因此在能够用DC-DC转换器的损坏程度来吸收碰撞冲击的情况下有效。但是，在碰撞冲击较高的情况下，因该冲击而中央车架变形的结果是，燃料电池组损坏，有可能从燃料电池组泄漏燃料气体。专利文献4及专利文献5记载的DC-DC转换器由于是接近燃料电池而设置的周边装置，因此当在其设置构造上存在不完备时，有可能因车辆碰撞时的冲击而深入燃料电池， 从而引起燃料气体的泄漏。为了应对上述不良情况，为了提高燃料电池的耐冲击性，考虑将具有极高的刚性的构造物配置于燃料电池和关联装置之间。但是，在具有重量限制的车辆中，不能采取极端增大重量的刚性构造实现的保护对策。需要边抑制车辆重量增加边有效地保护燃料电池。因此，本发明的目的在于，提供一种燃料电池系统的搭载构造，其能够抑制车辆重量的增加的同时抑制燃料电池的关联装置与燃料电池发生碰撞。解决上述课题的本发明的燃料电池系统的第一特征在于，提供一种燃料电池系统，搭载于车辆上，具备燃料电池；及与燃料电池电连接并与燃料电池相邻设置的关联装置，关联装置在车辆的前进方向侧具备倾斜部。根据这样的构成，在从前进方向侧对车辆施加了碰撞冲击的情况下，关联装置的移动方向变更为不与前进方向平行的方向。即，当比关联装置先受到碰撞冲击的部件与上述关联装置的倾斜部抵接时，由于抵接部分倾斜，因此部件的移动方向改变。由于部件间接或直接地与关联装置连接，因此与部件的移动连动，关联装置向不与前进方向平行的方向 (例如下侧)移动。因此，抑制关联装置直接进入燃料电池而损坏燃料电池的情况。本发明燃料电池系统的第二特征为，关联装置通过沿前进方向相互离开的至少两个连结部件固定于车辆，至少两个连结部件中设置于前进方向侧的连结部件构成为相比设置于前进方向侧的相反侧的连结部件以较弱的力解除连结。根据这样的构成，在从前进方向侧对车辆施加了碰撞冲击的情况下，由于冲击，固定关联装置的连结部件中设置于前进方向侧的连结部件的连结先被解除。因而，关联装置向以未解除的连结部件为中心而旋转的方向移动，不接近燃料电池。因而，抑制关联装置直接进入燃料电池而损坏燃料电池的情况。本发明的燃料电池系统的第三特征为，关联装置在燃料电池侧设置有突起部，突起部设置于基于在车辆发生了碰撞的情况下所设想的关联装置的移动而与燃料电池的电极端子抵接的位置。根据这样的构成，在从前进方向侧对车辆施加了碰撞冲击的情况下，由于关联装置的移动，突起部与燃料电池的电极端子发生碰撞。因该碰撞而电极端子变形，其结果是燃料电池电短路。因而，即使万一关联装置损伤了燃料电池而燃料气体泄漏，也不会产生火花，能够将因燃料电池损坏而产生的不良情况防患于未然。上述第一 第三特征可彼此单独地使用，或者可将两个以上组合而使用。本发明根据希望可添加以下要素。(1)优选关联装置在燃料电池侧具备短路部，所述短路部构成为当施加一定以上的力可使关联装置的电源短路(第四特征)。根据这样的构成，通过关联装置与燃料电池的局部抵接，关联装置的电源被短路， 因此即使万一关联装置损伤了燃料电池而燃料气体泄漏，也不会产生火花，能够将因燃料电池的损坏而产生的不良情况防患于未然。(2)优选短路部设置于基于在车辆发生了碰撞的情况下所设想的关联装置的移动而与燃料电池的局部抵接的位置。根据这样的构成，能够提高在碰撞时对短路部施加一定以上的力而使电源短路的可能性。(3)优选在关联装置和燃料电池之间设置有碰撞缓冲部件。根据这样的构成，由于碰撞缓冲部件缓和燃料电池和关联装置抵接时的冲击，所以能够有效地抑制燃料电池的损坏。(4)优选关联装置是与燃料电池电连接的转换器。原因是，由于转换器是对燃料电池的输出电压进行变换的电压变换单元，因此大多与燃料电池相邻设置。(5)本发明也是一种具备上述特征的燃料电池系统的车辆。如果搭载本发明的燃料电池系统，则即使车辆万一发生了碰撞，也能够抑制损坏燃料电池的可能性、在已损坏的情况下产生不良情况的可能性。根据本发明，由于关联装置的移动方向变更为不与前进方向平行的方向，因此能够抑制关联装置损坏燃料电池。


图1是本发明实施方式的燃料电池系统的系统构成图；图2是对实施方式1的向车辆的燃料电池系统的各单元配置进行说明的侧视图、 俯视图及正视图；图3是对实施方式1的燃料电池系统的配置进行说明的车辆底面图；图4是对实施方式1的燃料电池系统的配置进行说明的车辆侧视图；图5是实施方式1的燃料电池组件及转换器组件的立体图；图6是从实施方式1的转换器组件的上侧观察的立体图；图7是从实施方式1的转换器组件的下侧观察的立体图；图8是实施方式1的功能说明图，(A)是前面碰撞时的图，(B)是物体进入到转换器组件的位置时的图，(B)是随着物体的移动方向的变化而转换器组件的移动方向变化时的图；图9是实施方式1的转换器组件的切断功能说明图，(A)是碰撞前的配置说明图， (B)是转换器组件的移动方向发生了变化时的配置说明图；图10是实施方式2的燃料电池组件的立体图；图11是对实施方式2的燃料电池组件的配置进行说明的车辆侧视图；图12是对实施方式2的燃料电池组件的配置进行说明的车辆底面图；图13是实施方式2的功能说明图，(A)是前面碰撞时的图，⑶是物体进入到燃料电池组件的位置时的图，(B)是物体的移动方向变化时的图14是对实施方式3的燃料电池组件的配置进行说明的车辆侧视图；图15是对变形例的燃料电池组件的配置进行说明的车辆侧视图。
具体实施例方式下面，参照附图对用于实施本发明的优选实施方式进行说明。在下面的附图的记载中，用相同或类似的标号表示相同或类似的部分。但是，附图是示意图。因此，具体的尺寸等要对照下面的说明进行判断。另外，当然，在附图相互之间， 也包含相互之间的尺寸关系、比例不同的部分。(发明的定义)对本发明中使用的术语进行如下定义。“移动体”是指利用燃料电池的发电电力而可移动的构造体，不论移动原理。另外，不论有人还是没人。“车辆”是指本发明的移动体之一例的汽车的车身。“前”是指车辆在换挡为驱动(运转)的情况下行进的一侧，也称为“前方向”或 “前侧”。“后”是指车辆在换挡为后退(倒车)的情况下行进的方向，也称为“后方向”或 “后侧”。“横”是指相对于上述前方向或后方向在水平面上横向的方向，也称为“横方向” 或“宽度方向”。“上”将车辆的高度方向中向上的方向(图2的侧视图及正视图的上方向)称为 “上方向”或“上部侧”，将向下的方向(车辆100的路面方向，图2的侧视图及正视图的下方向)称为“下方向”或“下部侧”。“关联装置”是构成燃料电池系统的燃料电池以外的构成要素，不论其种类。“关联装置”包含转换器、辅机逆变器、车辆行驶用逆变器、冷却泵、驱动泵、压缩机、蓄电池等。 不需要一定与燃料电池进行电连接。“相邻”是指燃料电池和关联装置的距离靠近，但不局限于该距离。但是，在不应用本发明且施加了碰撞冲击的情况下，是关联装置给燃料电池带来物理影响的距离。(实施方式1)本发明的实施方式1涉及在作为关联装置的DC-DC转换器中应用本发明燃料电池系统的第一 第四特征的转换器组件。下面，首先对燃料电池系统的构成进行说明，然后对转换器组件的详细进行说明。(系统构成)图1是应用本发明的燃料电池系统的构成图。图1的燃料电池系统10具备燃料气体供给系统4、氧化气体供给系统7、冷却液供给系统3、电力系统9而构成。燃料气体供给系统4是用于向燃料电池20供给燃料气体 (氢气)的系统。氧化气体供给系统7是用于向燃料电池20供给氧化气体(空气)的系统。冷却液供给系统3是用于冷却燃料电池20的系统。电力系统9是用于对来自燃料电池20的发电电力进行充放电的系统。燃料电池20具备膜/电极接合体(MEA) 24,该膜/电极接合体(MEA) 24通过网板
6印刷等在利用由氟系树脂等形成的质子传导性的离子交换膜等构成的高分子电解质膜21 的两面形成有阳极22和阴极23。膜/电极接合体M的两面由具有燃料气体、氧化气体、冷却水的流路的隔板(未图示)夹入。在该隔板和阳极22及阴极23之间分别形成有槽状的阳极气道25及阴极气道26。阳极22是将燃料极用催化剂层设置于多孔质支承层上而构成，阴极23是将空气极用催化剂层设置于多孔质支承层上而构成。这些电极的催化剂层例如附着钼粒子而构成。在燃料电池20中，发生下式(1) (3)所示的电化学反应。H2 —2H++2e- (1)(l/2)02+2H++2e" ^ H2O (2)H2+(1/2) O2 — H2O (3)在阳极22侧，发生式⑴所示的反应。在阴极23侧，发生式⑵所示的反应。作为燃料电池20的整体，发生式C3)所示的反应。为了发生这种电化学反应，燃料电池20收纳于如后所述的壳体且以称为燃料电池单元的方式搭载于车辆。在图1中，为了方便说明，示意性地图示由膜/电极接合体24、阳极气道25及阴极气道沈构成的单元电池的构造。实际上具备经由上述的隔板而将多个单元电池(电池组)串联连接而成的堆叠构造。燃料电池系统10的冷却液供给系统3具备冷却通路31、温度传感器32及35、散热器33、阀34以及冷却液泵35。冷却通路31是使冷却液循环的流路。温度传感器32是对从燃料电池20排出的冷却液的温度进行检测的温度检测单元。散热器33是将冷却液的热量释放到外部的热交换器。阀34是对向散热器33流入的冷却液的水量进行调整的阀单元。冷却液泵35是利用未图示的电动机对冷却液进行加压使其循环的驱动单元。温度传感器36是对供给到燃料电池20的冷却液的温度进行检测的温度检测单元。燃料电池系统10的燃料气体供给系统4具备燃料气体供给装置42、燃料气体供给通路40及循环路径51。燃料气体供给装置42是贮存燃料气体(阳极气体)例如氢气的贮存单元。燃料气体供给通路40是用于将来自该燃料气体供给装置42的燃料气体供给到阳极气道25的流路单元。循环路径51是用于使从阳极气道25排出的燃料废气向燃料气体供给通路40循环的流路单元(循环路径)。燃料气体供给装置42例如由高压氢罐、贮氢合金、改性器等构成。在该实施方式中，作为燃料气体供给装置42，具备第一燃料气体罐4 及第二燃料气体罐42b。在燃料气体供给通路40上设有总阀43、压力传感器44、喷射器45及截止阀46。总阀43是对来自燃料气体供给装置42的燃料气体流出进行控制的截止阀。压力传感器44是对位于总阀43 的下游侧且位于喷射器45的上游侧的管路中的较高的燃料气体的压力进行检测的压力检测单元。喷射器45是对循环路径51的内部的燃料气体的压力进行调整的调整阀。截止阀 46是对向燃料电池20的燃料气体供给的有无进行控制的阀单元。循环路径51具备截止阀52、气液分离器53、排出阀M及氢泵55。截止阀52是对从燃料电池20向循环路径51的燃料废气供给的有无进行控制的阀单元。气液分离器53 是除去燃料废气中所含有的水分的分离单元。排出阀M是将由气液分离器53分离出的水分排出到外部的阀单元。氢泵阳具备未图示的电动机，是作为将在通过阳极气道25时受到压力损失的燃料废气压缩而使其上升到适度的气压并使其回流到燃料气体供给通路40 的强制循环装置的驱动单元。通过氢泵阳的驱动，在燃料气体供给通路40和循环路径51的汇合点，燃料废气与从燃料气体供给装置42供给的燃料气体汇合，并供给到燃料电池20 进行再利用。在氢泵阳上设有检测氢泵阳的转速的转速传感器57及检测氢泵55前后的循环路径压力的压力传感器58、59。此外，在循环路径51上分支配置有排气流路61。在排气流路61上设有清洁阀63 及稀释器62，排气流路61是用于将从燃料电池20排出的燃料废气排出到车外的排出单元。 清洁阀63是用于对燃料废气的排气进行控制的阀单元。通过开闭清洁阀63，能够使燃料电池20内的循环反复，将杂质浓度增加后的燃料废气排出到外部，并导入新的燃料气体而防止电池电压下降。稀释器62是用氧化废气稀释燃料废气并稀释到不发生氧化反应的浓度的稀释单元，例如，氢浓度降低装置。另一方面，在燃料电池系统10的氧化气体供给系统7中配置有氧化气体供给通路 71及氧化废气排出通路72。氧化气体供给通路71是用于向阴极气道沈供给氧化气体(阴极气体)的流路单元。氧化废气排出通路72是用于将从阴极气道沈排出的氧化废气(阴极废气)排出的流路单元。在氧化气体供给通路71上设有空气过滤器74及空气压缩机75。空气过滤器74 是从大气中取入空气并进行过滤且供给到氧化气体供给通路71的取入单元，并且是过滤单元。空气压缩机75是利用未图示的电动机将取入的空气压缩，并将压缩后的空气作为氧化气体输送到阴极气道沈的驱动单元。在空气压缩机75上设有对空气压缩机75的空气供给压力进行检测的压力传感器73。在氧化气体供给通路71和氧化废气排出通路72之间设有加湿器76。加湿器76 在氧化气体供给通路71和氧化废气排出通路72之间交换湿度，使氧化气体供给通路71的湿度上升。在氧化废气排出通路72上设有调压阀77及消音器65。调压阀77是作为对氧化废气排出通路72的排气压力进行调整的调节器发挥功能的调压单元。消音器65是吸收氧化废气的排气音的消音单元。从调压阀77排出的氧化废气被分流。分流后的氧化废气的一部分流入到稀释器62，与滞留于稀释器62内的燃料废气混合稀释。分流后的氧化废气的另一部分由消音器65吸音，与利用稀释器62混合稀释后的气体混合，从而排出到车外。燃料电池系统10的电力系统9中连接有电压传感器84、电流传感器86、燃料电池用DC-DC转换器90、蓄电池91、蓄电池计算机92、逆变器93、车辆行驶用电动机94、逆变器 95、高电压辅机96、继电器97及蓄电池用DC-DC转换器98。这些是本实施方式的“关联装
直ο燃料电池用DC-DC转换器(以下称为“FC转换器”)90是在一次侧端子和二次侧端子之间变换电压的电压变换单元。具体而言，在一次侧端子上连接有燃料电池20的输出端子，在二次侧端子上连接有逆变器93。另外，蓄电池用DC-DC转换器(以下称为“蓄电池转换器”)98也是在一次侧端子和二次侧端子之间变换电压的电压变换单元。具体而言，一次侧端子与蓄电池91的输出端子连接，二次侧端子与逆变器93的输入端子连接，且与FC 转换器90并联连接。FC转换器90将与一次侧端子连接的燃料电池20的输出电压升压而供给到与二次侧端子连接的逆变器93的输入端子。蓄电池转换器98在燃料电池20的发电电力不足的情况下，将与一次侧端子连接的蓄电池91的输出电压升压而供给到与二次侧端子连接的逆变器93的输入端子。另外，在燃料电池20上产生了剩余电力的情况下，燃料电池20的剩余电力经由FC转换器90及蓄电池转换器98充电到蓄电池91。此外，在通过向车辆行驶用电动机94的制动动作而产生了再生电力的情况下，再生电力经由蓄电池转换器98对蓄电池91充电。FC转换器90在二次侧端子具备继电器97。继电器97在通常状态下维持导通连接。但是，当对FC转换器90施加一定的冲击时，继电器97成为切断状态，构成为从逆变器 93、逆变器95及蓄电池转换器98将FC转换器90的二次侧端子电切断。另外，FC转换器90的二次侧端子构成为，经由后述的电源插头观3，与逆变器93 及逆变器95的输入端子以及蓄电池转换器98的二次侧端子电连接。蓄电池91是作为二次电池将剩余电力、再生电力进行充电的蓄电装置。蓄电池计算机92是对蓄电池91的充电状况进行监视的监视单元。逆变器93是将经由FC转换器 90或蓄电池转换器98供给的直流电流变换为三相交流电流并供给到作为驱动对象的车辆行驶用电动机94的直流一交流变换单元。车辆行驶用电动机94是该燃料电池车的主要的驱动装置，是由来自逆变器93的三相交流电流进行驱动的驱动单元。逆变器95是向构成燃料电池系统10的各种高电压辅机96供给交流电力的直流一交流变换单元。高电压辅机 96是利用车辆行驶用电动机94以外的电动机的驱动单元的总称。具体而言，表示冷却液泵 35、氢泵55、空气压缩机75等的电动机类。电压传感器84是对燃料电池20的输出电压进行测定的电压检测单元，电流传感器86是对燃料电池20的输出电流进行测定的电流检测单元。电压传感器84及电流传感器86是为了检测燃料电池20的输出电压及输出电流而使用。对于高电压辅机，在车辆行驶用电动机94上设有对车辆行驶用电动机94的转速进行检测的转速传感器99。车辆行驶用电动机94经由差速器机械地结合有作为车轮的前轮胎101，可将车辆行驶用电动机94的旋转力变换为车辆的推进力。此外，在燃料电池系统10设有用于对燃料电池系统10的发电整体进行控制的控制部80。控制部80由未图示的具备CPU(中央处理装置)、RAM、ROM、接口电路等的通用计算机构成。控制部80既可以由一个计算机构成，也可以由协作的多个计算机构成。控制部 80进行例如如下所述的控制，但不局限于这些。(1)将来自点火开关82的开关信号输入，使燃料电池系统10起动或停止；(2)将未图示的加速踏板、换档位置的检测信号、来自转速传感器99的转速信号取入，对作为必要的电力供给量的系统要求电力等控制参数进行运算；(3)基于压力传感器73检测到的氧化气体供给通路71的压力相对值，控制空气压缩机75的转速，以使向氧化气体供给通路71的氧化气体供给量成为适当的量；(4)控制调压阀77的开度，以使向氧化废气排出通路72排出的氧化废气量适当；( 基于压力传感器44、58、59检测到的压力相对值，调整总阀43的开度及喷射器 45的调整压力，以使向燃料气体供给通路40供给的氧化气体供给量成为适当的量；(6)边监视转速传感器57的值，边控制氢泵55的转速或控制清洁阀63的开度，以使向循环路径51循环的燃料废气量成为适当的量；(7)根据运转模式，控制总阀43、截止阀46、截止阀52等的开闭；(8)基于温度传感器32、36检测到的冷却液温度的相对值，对冷却液的循环量进行运算，控制冷却液泵35的转速；(9)基于由电压传感器84检测到的电压值、由电流传感器86检测到的电流值， 计算出燃料电池20的交流阻抗，推测计算电解质膜的含水量，并控制车辆停止时等的扫气量；
(10)电力系统9的控制，例如对FC转换器90、蓄电池转换器98、逆变器93及95、 车辆行驶用电动机94、高电压辅机96等进行控制。(车辆的燃料电池系统的配置)接着，参照图2 图7对本实施方式1的燃料电池系统的构成进行说明。图2表示的是本实施方式1的车辆的构造及燃料电池系统的配置。图2中，表示了侧视图(Side View)、俯视图(Plan View)及正视图(Front View)。如图2的侧视图及俯视图所示，车辆100、前轮胎101、后轮胎102、前座103及后座104用虚线表示外形。如图2的侧视图所示，将搭乘者乘坐的座舱隔开的挡板105用粗虚线表示。燃料电池系统10的各构成要素用实线表示外形。图2中，例示了燃料电池系统 10的各构成装置中特别是燃料电池20、FC转换器90、逆变器93、车辆行驶用电动机94及第一燃料气体罐42a的配置。如图2的侧视图所示，在用挡板105隔开的车辆100的底面部配置有燃料电池系统10的各构成要素。燃料电池20是车辆的前后左右方向的大致中心，在该实施方式中，配置于前座103的正下方。FC转换器90由于直接连接燃料电池20的输出端子，因而与燃料电池20相邻，并配置于燃料电池20的前侧。为了扩大搭乘者的脚下，在挡板105上，在右侧前座103R和左侧前座103L之间设有向前后方向隆起的通道部109。FC转换器90收纳于该通道部109。车辆行驶用电动机94为了驱动前轮胎101而配置于前轮胎101的附近且配置于车辆100的前侧。逆变器93为了向车辆行驶用电动机94供给电力，而配置于车辆行驶用电动机94的附近。第一燃料气体罐4 因向燃料电池20供给燃料气体而配置于燃料电池20的后侧。如上所述，燃料电池20及FC转换器90在车辆100的大致中心、且下部侧，由沿车辆100的前后方向延伸的车架(后述)、沿车辆100的宽度方向延伸的横构件(后述)包围而配置。因此，设置于如下位置除了对来自车辆100的前方的碰撞以外，对来自横方向的碰撞也不容易损坏。特别是，如后所述，FC转换器90相当于本发明的关联装置，在车辆100 的前侧具备倾斜部，因此对来自前方向的碰撞具备极高的耐性。在下面的说明中，燃料电池20以燃料电池组件200的方式配置于车辆100，FC转换器90以转换器组件250的方式配置于车辆100。转换器组件250相当于本发明的“关联
悲習”
； ε 且。(车辆构造)图3表示包含本实施方式1的燃料电池系统的配置的车辆底面图。下面说明的车架、构件、支柱等各种部件由具有一定刚性的金属材料例如铝、SUS、铁等构成。金属材料从加工的容易度、强度、耐性、重量、成本等观点出发可任意选择。在金属材料上也可以实现公知的硬化处理，例如，淬火、合金化。如图3所示，在车辆100的底面且在前面铺设有地板111。在车辆100的前部且在底部延伸地设有前车架114及115，形成车辆100前部的骨架构造。在前车架114及115的最前部设有前横构件110，还安装有图1所示的散热器33。在前横构件110的后侧设有前悬架构件112。前悬架构件112与前车架114及115连结。在由前横构件110和前悬架构件112包围的区域配置有图1及图2所示的车辆行驶用电动机94。燃料电池组件200在车辆前侧与前车架114及115连结，在车辆后侧与第三横构件136连结。如图3所示，一对副车架118及119从前车架114及115的前悬架构件112 的连结位置的后方延伸到燃料电池组件200。副车架118及119的端部与托架122及123 一同连接于燃料电池组件200的保护构造体220(用图5后述)。在一对副车架118及119 之间配置有转换器组件250 (在图5以后进行描述)。转换器组件250与副车架118及119 连结。在图3中，省略了设置于保护构造体220的背面的面板的图示。

在车辆100的中央部，在车辆100的侧面设有侧门槛构件1 及129。在侧门槛构件1 及1 上，从前侧到后侧，架设连结有第一横构件126、第二横构件132及第三横构件136，形成对来自车辆中央部的横方向的冲击的刚性构造。燃料电池组件200与本发明有关，在前后方向上配置于第一横构件1 和第三横构件136之间，在宽度方向上配置于前车架114和前车架115之间。 在车辆100的后部，后门槛构件146及147从侧门槛构件1 及129的后侧延伸到后轮胎102的周围。在后门槛构件146及147上，从前侧到后侧，架设连结有第四横构件 138、第五横构件150及后横构件160，形成对来自车辆后部的横方向的冲击的耐性构造。在后门槛构件146及147上且在第四横构件138的后侧架设有副横构件144，在第四横构件 138和副横构件144之间配置有第一燃料气体罐42a。在第四横构件138和副横构件144之间设有结合件140及141，固定有第一燃料气体罐42a。在第五横构件150的后部架设有副横构件151，在第五横构件150和副横构件151之间配置有第二燃料气体罐42b。通过设置于第五横构件150和副横构件151之间的结合件152及153，固定有第二燃料气体罐42b。在上述构成中，在前悬架构件112的中央部设有缺口状的变形促进部113。变形促进部113当从车辆前方施加碰撞冲击且前悬架构件112与转换器组件250抵接时，容易变形弯曲，吸收能量。因此，能够抑制转换器组件250进一步后退。图4表示的是包含本实施方式1的转换器组件250的配置的车辆侧视图。如图4所示，车辆行驶用电动机94经由安装橡胶131，与设置于前悬架构件112 的电动机座130连结。在施加来自车辆前方的碰撞冲击时，车辆行驶用电动机94后退，前悬架构件112后退。但是，由于转换器组件250具备作为本发明的关联装置的后述的构成， 因此构成为保护燃料电池组件200免受碰撞冲击。如用图2所述，在挡板105的设置于车辆中央部的通道部109的内部配置有转换器组件250及燃料电池组件200。从侧门槛构件 128(129)的前方立设有前支柱106，从中央部立设有中央支柱107。从后门槛构件146的中央部立设有后支柱108。如用图3所述，侧门槛构件1 及1 通过第一横构件126、第二横构件132、第三横构件136构成包围转换器组件250及燃料电池组件200的骨架构造。在上述构成中，各车架、构件、支柱均具备在板金上设有起伏构造的结构、或具备将多个那样的板金组合的结构。通过采用这种结构，能够提供轻量且高的机械强度。(燃料电池组件200及转换器组件250的构造)接下来，对燃料电池组件200及转换器组件250的构造进行详细说明。图5表示的是本实施方式1的燃料电池组件200及转换器组件250的立体图。
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(燃料电池组件200)如图5所示，燃料电池组件200是在保护构造体220上设有燃料电池单元201而构成。如图5所示，燃料电池单元201由上侧壳体202和下侧壳体203收纳燃料电池20 而构成。通过在内部夹有燃料电池20，且将上侧壳体202的上侧凸缘204和下侧壳体203 的下侧凸缘206整合连结，从而构成燃料电池单元201。在燃料电池单元201的车辆前侧设有如图9所示的端子插座219。在此，如图5所示，上侧凸缘204及下侧凸缘206在侧面相对于燃料电池单元201 的底面或上面倾斜。即，以倾斜地横切燃料电池单元201的侧面的方式形成凸缘。形成有凸缘的部分通常机械强度增加。因此，即使对倾斜地形成有上侧凸缘204及下侧凸缘206 的侧面在哪一个高度施加了碰撞冲击，燃料电池单元201也构成为耐该冲击。如图5所示，保护构造体220形成为比燃料电池单元201的底面大一圈，且形成为包围燃料电池单元201那样的大小。在由构成保护构造体220的四个边部件形成的内角部分设有用于将燃料电池单元201连结的未图示的安装座。在安装座的背侧安装有未图示的面板。在框构造体221上设有倾斜车架234及235。在框构造体221的车辆前侧的角部设有安装部2 及227，形成有连结孔230及231。车辆前侧的安装部2 及227分别与前车架114及115连结。具体而言，设置于安装部2 及227的连结孔230及231和设置于前车架114及115的连结孔通过连结部件(螺栓及螺母等)来连结。在倾斜车架234及235 的车辆后侧的端部设有安装部2 及225，形成有连结孔2 及229。安装部2 及225与第三横构件136连结。具体而言，设置于安装部2M及225的连结孔2 及2 和设置于第三横构件136的连结孔通过连结部件来连结。如图5所示，保护构造体220在与燃料电池单元201的两个侧面相对的位置具有相对于水平面倾斜地设置的倾斜车架234及235。因此，即使对倾斜车架234及235在哪一个高度施加碰撞冲击，燃料电池单元201也构成为耐该冲击。另外，如图5所示，保护构造体220以倾斜车架234及235的倾斜方向与燃料电池单元201的上侧凸缘204及下侧凸缘206的倾斜方向相反的方式设置燃料电池单元201。 例如，在图5中，保护构造体220的倾斜车架234及235以从车辆前部到车辆后部变高的方式倾斜。因此，燃料电池单元201以上侧凸缘204及下侧凸缘206从车辆前部向车辆后部降低的朝向安装于保护构造体220。由于燃料电池单元201的凸缘和保护构造体220的倾斜车架234及235以这种朝向来组合，因此能够进一步提高机械强度。原因是，在从侧面方向观察燃料电池组件200的情况下，燃料电池单元201的凸缘和保护构造体220的倾斜车架构成交叉构造体。(转换器组件250)参照图5 图7对转换器组件250的构造进行详细说明。图6是从转换器组件 250的上侧观察到的立体图。图7是从转换器组件250的下侧观察到的立体图。如图5所示，转换器组件250配置于燃料电池组件200的车辆前侧。通过进行这种配置，相对于来自车辆前方的碰撞的冲击，转换器组件250会比燃料电池组件200先受到碰撞冲击。而且，通过后述的本发明的构造，能够有效地避免碰撞冲击给燃料电池20带来不良影响。
如图5 图7所示，转换器组件250是在FC转换器90上安装有底面保护板262 及前面保护板270而构成。底面保护板262设置于FC转换器90的底面。前面保护板270 以覆盖形成于FC转换器90的前面255的局部的倾斜部256的方式安装。FC转换器90将上侧壳体251和下侧壳体252接合而构成。在FC转换器90的前面255设有冷却液入口 253及冷却液出口 254。在FC转换器90的后部设有继电器部257， 收纳有图1所示的继电器97。继电器97由于施加一定以上的碰撞冲击，将FC转换器90内的二次侧端子与逆变器93及逆变器95的输入端子以及蓄电池转换器98的二次侧端子和电气系统电切断。另外，在转换器组件250的后部连接有电源电缆259，设置于电源电缆259的前端的端子连接器260与燃料电池单元201电连接。如图5所示，在转换器组件250的后部电源软线282还与电源电缆259电并联地连接。电源软线282通过设置于前端的电源插头283 与图1所示的逆变器93连接。另外，在转换器组件250的后部且在与端子连接器260对应的一设有突起部258。 突起部258与本发明的第三特征有关，作为使燃料电池20的输出端子短路的短路保护单元发挥功能。突起部258设置于基于在车辆100发生了碰撞的情况下所设想的FC转换器90 的移动而与燃料电池单元201的端子插座219的电极端子抵接的位置。底面保护板262是保护FC转换器90免受来自车辆下侧即底面的碰撞冲击的保护单元。底面保护板262在车辆后侧设有安装部沈3，在车辆前侧设有安装部沈5。安装部 263及265成为用对角线的四个点保持底面保护板沈2的部件，具备如图所示的弯曲构造。 底面保护板262的安装部263及沈5与本发明的第二特征有关，构成为设置于前侧的安装部265相比设置于后侧的安装部沈3以较弱的力解除连结。具体而言，如图6及图7所示，车辆后侧的安装部263在其前端具有向车辆宽度方向敞开的连结槽264。另一方面，车辆前侧的安装部265在其前端具有向车辆前方敞开的连结槽沈6。一对安装部263及一对安装部263通过使螺栓281插通于各连结槽264及266 而与副车架118及119的连结孔连结。在此，车辆前侧的安装部沈5的连结槽沈6向车辆前方向敞开，与此相对，车辆后侧的安装部263的连结槽沈4向车辆宽度方向敞开。因而，在从车辆前侧对转换器组件250 施加了冲击的情况下，车辆前侧的安装部265的连结槽沈6比车辆后侧的安装部沈3的连结槽264容易从螺栓的连结脱离。前面保护板270是制成对设置于FC转换器90的前面255的下侧局部的倾斜部 256进行覆盖那样的形状的保护单元。倾斜部256与本发明的第一特征有关，形成于FC转换器90的下侧壳体252的前方。倾斜部256是以其面的法线朝向下侧前方的方式形成的倾斜面，是以在从前方碰撞时改变抵接的部件的移动方向的方式发挥功能的保护单元。如图6及图7所示，覆盖该倾斜部256并安装有前面保护板270。前面保护板270 设有蔓延到FC转换器90的底面侧进行保护的弯曲部272。在前面保护板270上设有四个安装部273，在各安装部273上设有连结孔274。通过使作为连结部件的螺栓280插通于安装部273的连结孔274而与FC转换器90的侧面的连结孔连结，前面保护板270安装于FC 转换器90的倾斜部256。在此，倾斜部256以与水平面所成的角度小于90度的角度倾斜。因此，当由于来
13自车辆前方的碰撞冲击而前悬架构件112等构造部件移动且与设置于该倾斜部256的前面保护板270抵接时，该移动方向变更为下方。例如，比FC转换器90先受到碰撞冲击的前悬架构件112等部件因碰撞冲击而向后侧移动，与倾斜部256碰撞，直接地与前面保护板270 碰撞。此时，倾斜部256为朝向下侧的倾斜面，因此抵接的部件的移动方向会改变。另外，转换器组件250在与燃料电池单元201相对的后部设有未图示的碰撞缓冲部件。这样，通过设置碰撞缓冲部件，即使万一因碰撞冲击而转换器组件250与燃料电池单元201抵接，碰撞缓冲部件也会缓和抵接时的冲击，因此能够有效地抑制燃料电池20的损坏。上述底面保护板262及前面保护板270可由具有一定刚性的金属材料例如铝、 SUS、铁等构成。(本发明的功能)参照图8及图9对由本实施方式的构造实现的特征性的功能进行说明。(第一特征(倾斜部256)的功能)本发明的第一特征为，在与燃料电池单元201相邻设置的关联装置即FC转换器90 上且在车辆前侧具备倾斜部256。根据该构造，在从车辆前侧对车辆100施加了碰撞冲击的情况下，FC转换器90的移动方向变更为不与前进方向平行的方向即下方向。参照图8进行说明。图8 (A)表示车辆100与墙壁W碰撞后的状态。如上所述，沿着车辆100的前进方向，依次配置有燃料电池单元201、转换器组件250、前悬架构件112。在该时点，车辆行驶用电动机94不会受到碰撞冲击。图8 (B)表示车辆100的前侧部分毁坏且碰撞冲击给车辆行驶用电动机94带来影响以后的状态。车辆行驶用电动机94由于具有一定的重量，因此当从车辆前方受到碰撞冲击时，由于其惯性而后退。车辆行驶用电动机94经由安装橡胶131安装于前悬架构件112。 因此，前悬架构件112会以与车辆行驶用电动机94牵连的形式或自己受到碰撞冲击而后退。前悬架构件112的移动方向是与车辆行进方向相反的方向。因此，前悬架构件112在移动规定距离后，到达转换器组件250。前悬架构件112在从该位置沿与车辆行进方向相反的方向行进时，以与转换器组件250的倾斜部256抵接的方式定位配置。因而，前悬架构件112当受到碰撞冲击而后退时，与转换器组件250的倾斜部256的局部抵接。前悬架构件112直接与前面保护板270发生碰撞。由于前面保护板270直接受到碰撞冲击，因此能够避免FC转换器90直接受冲击而损坏等。图8 (C)是包含车辆行驶用电动机94、前悬架构件112的部件的移动方向变更后的状态。前面保护板270其法线朝向下方。因此，前悬架构件112当与前面保护板270抵接时，如图8(C)所示，其移动方向朝向下方。当前悬架构件112的移动方向变成下方时，受其牵连，车辆行驶用电动机94的移动方向也变成下方。当包含车辆行驶用电动机94的具有重量的关联装置向下方移动时，地板111以向下方弯曲的方式变形。而且，根据后述的本发明的第二特征，转换器组件250以低头的方式前倾。即，向如图8(C)的空白箭头所示的方向移动。即使万一对转换器组件250施加使其向后方向移动的冲击，也由于第一横构件 126与FC转换器90的后部上端抵接，因此会阻止FC转换器90进一步向后方向移动。因而，能够防止FC转换器90进入燃料电池单元201而损坏燃料电池单元201。通过称做转换器组件250的关联装置的移动、前悬架构件112、副车架118及119以及地板111等关联部件的变形过程，碰撞冲击被吸收。当前悬架构件112的移动方向发生变化时，受其牵连，车辆行驶用电动机94也将其移动方向变更为下方。此外，在碰撞冲击较强的情况下，自己也如下所述变更移动方向。 当车辆行驶用电动机94向车辆后 方移动时，如图8 (B)所示，在该处存在挡板105。挡板105 与倾斜部256同样，其前面前倾。即，挡板105的前面的法线朝向下方。因此，因较强的碰撞冲击而移动到与挡板105抵接且与挡板105的前面发生了碰撞的车辆行驶用电动机94 的移动方向朝向下方。因而，车辆行驶用电动机94自身也变更移动方向。以上，根据本发明的第一特征，由于转换器组件250的向后方向的移动变更为旋转运动，因此能够有效地抑制转换器组件250进入燃料电池单元201而发生损坏。(第二特征(倾斜部256)的功能)本发明的燃料电池系统的第二特征为，在作为关联装置的转换器组件250中，构成为设置于底面保护板262的前侧的安装部265相比设置于后侧的安装部沈3以较弱的力
解除连结。如图8 (B)所示，当前悬架构件112与转换器组件250的前面保护板270发生碰撞时，FC转换器90被向车辆后方向推压。如用图6及图7所述，FC转换器90的底面保护板 262通过安装部263及沈5，用螺栓与副车架118及119连结。此时，插通于后侧的安装部沈3的连结槽沈4的螺栓281对安装部263给予的应力的方向是与前进方向相同的方向，因此与连结槽沈4开口的宽度方向不同。因而，即使施加向后的力，螺栓也不会脱离连结槽沈4，该安装部沈3的连结不容易被解除。与此相对，前侧的安装部265的连结槽266配置为开口方向朝向车辆前进方向。在施加了向后的力的情况下，插通于连结槽266的螺栓281对安装部265给予的应力的方向与该前进方向相同。因此，在从前侧受到碰撞冲击的情况下，螺栓281脱离连结槽沈6，该安装部沈5的连结容易被解除。而且，当后侧的安装部263的连结未被解除而前侧安装部265的连结被解除时，转换器组件250因前侧的重量而易以低头的方式落到下侧。即使在万一对转换器组件250施加了使其向后方向移动的冲击且转换器组件250后退了的情况下，第一横构件1 也与FC 转换器90的后部上端抵接而阻止进一步的后退。因而，转换器组件250以第一横构件1 附近为旋转中心并以画圆弧的方式使前部落下。此时，转换器组件250由于不会向后方向移动，因此能够避免损坏燃料电池单元201。以上，根据本发明的第二特征，由于构成为前侧的安装部沈5的连结比后侧的安装部263的连结容易被解除，因此能够容易变更受到冲击的转换器组件250的移动方向。通过变更转换器组件250的移动方向，能够避免燃料电池单元201的损坏。(第三特征(突起部258)的功能)本发明的燃料电池系统的第三特征涉及设置于作为关联装置的FC转换器90的后部即燃料电池单元201侧的突起部258。该突起部258的特征为，设置于基于在车辆受到碰撞的情况下所设想的转换器组件250的移动而与燃料电池单元201的电极端子抵接的位置。参照图9进行说明。
图9(A)是表示转换器组件250和燃料电池单元201的连接构造的侧视图。如图 9 (A)所示，在FC转换器90的后部设有电源电缆259，所述电源电缆259在前端设有端子连接器260。在燃料电池单元201的前侧的侧面上设有端子插座219。在端子插座219上设有成为图1所示的燃料电池20的二次侧端子的正极端子216和负极端子217。在正极端子 216上通过端子螺钉218连结有电源电缆259中与正极相关的电源线259a的前端部。在负极端子217上通过端子螺钉218连结有电源电缆259中与负极相关的电源线259b的前端部。如图9(A)所示，转换器组件250和燃料电池单元201以FC转换器90的后部的突起部258与燃料电池单元201的端子插座219的稍下侧相对的方式定位配置。具体而言， 以如下方式配置，即，在因来自车辆前方的碰撞冲击而转换器组件250边旋转边后退的情况下，正极端子216和负极端子217沿着突起部258移动的轨迹重叠。即，配置为在从车辆前方碰撞时，成为突起部258使负极端子217和正极端子216短路那样的位置关系。图9(B)表示从车辆前方施加了碰撞冲击时的突起部258的动作。当从车辆前方施加碰撞冲击时，根据上述的第一特征及第二特征，如图8 (C)所示，转换器组件250边旋转边后退。即，当转换器组件250稍微后退时，如图9 (B)所示，FC转换器90的后部在位置A 与第一横构件126抵接。转换器组件250以该位置A为中心进行旋转。设置于FC转换器 90的后部的突起部258向端子插座219移动。此时，突起部258的移动轨迹与负极端子217 和正极端子216重叠，因此，如图9(B)所示，负极端子217因突起部258而弯曲，从而与正极端子216抵接。当负极端子217和正极端子216抵接时，会使图1所示的燃料电池20电短路。当燃料电池20电短路时，即使是发电期间，发电功能也停止，保持于内部的电荷会放出。因此，即使万一因碰撞冲击而从燃料电池系统发生燃料气体的泄漏，也能够防止因来自附加有高电压的电极的放电而发生火灾的情况。负极端子217及正极端子216不需要忠实地与突起部258的移动轨迹并列配置。 只要具备如下那样的构造即可，即，在因碰撞冲击而突起部258移动时，对任一方的电极端子施加力而变形，并与另一方的电极端子接触。也可以构成为，由导体构成突起部258本身，在施加了碰撞冲击的情况下，插入电极端子间等而使燃料电池20短路。另外，如上述，转换器组件250以与第一横构件1 抵接的位置A为中心进行旋转。因而，第一横构件1 不仅阻止转换器组件250的后退，还具有对转换器组件250的旋转轨迹进行控制的作用。通过该作用，能够有效地使本第三特征、下述的第四特征发挥功能。(第四特征(继电器部257)的功能)本发明的燃料电池系统的第四特征是在FC转换器90的后部具备继电器部 257 (短路部)，所述继电器部257 (短路部)构成为当施加一定以上的力可使作为关联装置的FC转换器90的电源短路。如图9 (B)所示，设置于FC转换器90的后部的继电器部257以与设置燃料电池单元201的保护构造体220的前侧车架的稍下侧相对的方式定位配置。具体而言，在因来自车辆前方的碰撞冲击而转换器组件250边旋转边后退的情况下，继电器部257配置为与保护构造体220的前侧车架在位置B抵接。在继电器部257配置有图1所示的继电器97。在这种配置中，当从车辆前方施加碰撞冲击时，转换器组件250后退直至与第一横构件1 抵接，抵接后以位置A为中心进行旋转。此时，设置于FC转换器90的后部的继电器部257向保护构造体220的前侧车架移动，在位置B抵接。继电器部257当施加有一定以上的力时就破损，继电器97就将FC转换器90内的二次侧端子与逆变器93及逆变器 95的输入端子以及蓄电池转换器98的二次侧端子和电气系统电切断。因而，即使万一因碰撞冲击而从燃料电池系统发生了燃料气体的泄漏，也由于与FC转换器90的二次侧端子连接的电气系统被切断，因此能够防止因放电而发生火灾。(本实施方式的优点)(1)根据本实施方式的第一特征，在转换器组件250的前侧具备倾斜部256。通过所述构成，在从车辆前侧施加了碰撞冲击的情况下，能够将先受到碰撞冲击的前悬架构件 112、车辆行驶用电动机94的移动方向变更为下侧，能够防止燃料电池单元201的损坏。(2)根据本实施方式的第二特征，构成为可容易地解除连结转换器组件250的两组安装部263及沈5中前侧的安装部沈5的连结。因而，在从车辆前方施加了碰撞冲击的情况下，前侧的安装部265的连结先被解除，使转换器组件250边旋转边后退。因而，能够防止转换器组件250直接进入燃料电池单元201而损坏。(3)根据本实施方式的第三特征，在FC转换器90的后部设有突起部258，该突起部258与燃料电池单元201的端子插座219的稍下侧相对。因而，在从车辆前方施加了碰撞冲击的情况下，突起部258使燃料电池单元201的电源端子短路。因此，即使万一发生了燃料气体的泄漏，也能够将火灾防患于未然。(4)根据本实施方式的第四特征，在FC转换器90的后部具备继电器部257(继电器97)，所述继电器部257(继电器97)构成为当施加一定以上的力可切断电源。因而，在从车辆前方施加了碰撞冲击的情况下，继电器部257与燃料电池组件200的保护构造体220 抵接而损坏，继电器97将FC转换器90的二次侧端子从其它电气系统中切断。因此，即使万一发生了燃料气体的泄漏，也能够将火灾防患于未然。(5)根据本实施方式，在转换器组件250的后侧上部配置有第一横构件126。因而，即使在从车辆前方施加了碰撞冲击的情况下，也能够阻止转换器组件250的进一步的后退。另外，能够可靠地将转换器组件250的移动方向边旋转边变更为后退的方向。(6)根据本实施方式，由于在转换器组件250的后部设有碰撞缓冲部件，因此即使万一转换器组件250与燃料电池单元201抵接，也能够缓和抵接的冲击，并能够有效地抑制燃料电池单元201的损坏。(7)根据本实施方式，作为关联装置，在FC转换器90上形成有本发明第一特征的构造即倾斜部256。原因是，FC转换器90作为变换燃料电池20的输出电压的电压变换单元，是与燃料电池20关联性最高的关联装置，且是相邻设置的必然性高的部件。(实施方式2)本发明的实施方式2涉及本发明第一特征的变形例。 在上述实施方式1中，在燃料电池组件200的前侧配置有转换器组件250，在FC转换器90上设有本发明的第一特征即倾斜部256。在本实施方式2中，在FC转换器90以外的关联装置上设有本发明的第一特征。 图10表示的是本实施方式2的燃料电池组件300的立体图。图11表示的是对本实施方式2的燃料电池组件300的配置进行说明的车辆侧视图。图12表示的是对本实施方式2的燃料电池组件300的配置进行说明的车辆底面图。如图10及图12所示，本实施方式2的燃料电池组件300在车辆的宽度方向上并列有燃料电池单元201和FC转换器90。但是，与燃料电池单元201 —同收纳的关联装置未限定于FC转换器90，也可以将逆变器等关联装置与燃料电池单元201—同设置。保护构造体310形成为可收纳燃料电池单元201和FC转换器90的大小和形状。如图10及图11所示，在保护构造体310上设有倾斜车架311。另外，在FC转换器 90上设有倾斜凸缘构造F。虽未图示，但在燃料电池单元201上也设有倾斜凸缘构造。FC 转换器90以该倾斜凸缘构造F与保护构造体310的倾斜车架311交叉的方式配置。燃料电池单元201以该凸缘构造与保护构造体310的倾斜车架311交叉的方式配置。将燃料电池单元201和FC转换器90设为分体，并设置于一个保护构造体310，除此之外，也可以将它们收纳于一个壳体。另外，与燃料电池20—同收纳的关联装置不限于 FC转换器90。也可以构成为代替FC转换器90，或是在此基础上，将逆变器等关联装置与燃料电池20—同收纳。如图10 图12所示，保护构造体310以制成一体的方式在后侧设有后侧构造体 320、在前侧设有前侧构造体330。在后侧构造体320上设有收纳燃料电池20的关联装置的收纳部321。如图11的侧视图所示，在本实施方式2中，后侧构造体320配置于燃料电池单元201的后部。因此，挡板105的后座104的脚踏部分形成为少许高。在前侧构造体330上设有图1所示的冷却液泵35、逆变器95及关联装置收纳部 331。特别是，在本实施方式2中，在燃料电池组件300的最前侧配置有冷却液泵35，在这一点上具有特征。如图10 12所示，冷却液泵35形成圆筒形状。通过以使该圆筒形状的轴方向朝向车辆宽度方向的方式配置，圆筒形状的圆周面朝向车辆前侧。因而，在这样配置的冷却液泵35的下半部分，与上述实施方式1的倾斜部256(参照图5 7)同样，圆周面的法线方向朝向下侧。而且，在本实施方式2中，如图11所示，以前悬架构件112的水平方向的延长线位于冷却液泵35的侧面的下半部分的方式配置前悬架构件112和燃料电池组件300。(本实施方式2的功能)在本实施方式2中，冷却液泵35作为本发明的第一特征发挥功能。即，在从车辆前侧对车辆100施加了碰撞冲击的情况下，前悬架构件112等关联装置的移动方向变更为不与前进方向平行的方向即下方向。参照图13进行说明。图13(A)表示车辆100与墙壁W碰撞后的状态。在前悬架构件112的后方配置有燃料电池组件300。在燃料电池组件300的最前部以从前侧构造体330凸出的方式配置有冷却液泵35。在该时点，车辆行驶用电动机94未受到碰撞冲击。图13 (B)表示车辆100的前侧部分毁坏且碰撞冲击给车辆行驶用电动机94带来影响以后的状态。车辆行驶用电动机94由于具有一定的重量，因此当从车辆前方受到碰撞冲击时，由于其惯性而后退。车辆行驶用电动机94经由安装橡胶131安装于前悬架构件 112。因此，前悬架构件112会以与车辆行驶用电动机94牵连的形式或自己受到碰撞冲击而后退。前悬架构件112的移动方向是与车辆行进方向相反的方向。因此，前悬架构件112 在移动规定距离后，到达设置于燃料电池组件300的最前部的冷却液泵35。如上所述，前悬架构件112在从该位置沿与车辆行进方向相反的方向行进的情况下，以与冷却液泵的圆周面的下半部分抵接的方式定位配置。因而，前悬架构件112当受到碰撞冲击而后退时，与冷却液泵35的圆周面的下半部分抵接。图13(C)是包含车辆行驶用电动机94、前悬架构件112的部件的移动方向变更后的状态。在冷却液泵35的圆周面的下半部分，其法线朝向下方。因此，前悬架构件112当与冷却液泵35的圆周面的下半部分抵接时，如图13(C)所示，其移动方向朝向下方。当前悬架构件112的移动方向变成下方时，受其牵连，车辆行驶用电动机94的移动方向也变成下方。当包含车辆行驶用电动机94的具有重量的关联装置移动到下方时，地板111以向下方弯曲的方式变形。即，向图13(C)的空白箭头所示的方向移动。以上，根据本实施方式2，通过冷却液泵35，前悬架构件112及车辆行驶用电动机 94的移动方向变更到向下后方，因此能够有效地抑制损坏燃料电池单元201的情况。特别是，根据本实施方式2，有效地利用冷却液泵35本来具有的圆周面形状，并成功地实现了本发明第一特征的功能。(实施方式3)本发明的实施方式3涉及上述实施方式2的变形例。图14表示的是本实施方式3的燃料电池组件300b的车辆侧视图。如图14所示， 本实施方式3的燃料电池组件300b在保护构造体310上设有后侧构造体320及前侧构造体330，在这一点上与上述实施方式2共同。在保护构造体310上，在车辆的宽度方向上并列配置有燃料电池单元201及FC转换器90。后侧构造体320设有收纳燃料电池20的关联装置的收纳部321。这些与上述实施方式2同样。在前侧构造体330上设置有冷却液泵35、离子交换器332、逆变器95及关联装置收纳部331。特别是，在本实施方式3中，在冷却液泵35的后部配置有离子交换器332，在这一点上具有特征。离子交换器332在从车辆前方施加了碰撞冲击的情况下，作为缓和碰撞冲击的碰撞缓冲部件发挥功能。在上述构成中，当从车辆前方施加碰撞冲击时，在图13(B)中，如上所述，前悬架构件112仅移动规定距离，并到达设置于燃料电池组件300b的最前部的冷却液泵35。该到达位置为冷却液泵35的圆周面的下半部分。而且，在图13(C)中，如上所述，前悬架构件 112当与冷却液泵35的圆周面的下半部分抵接时，其移动方向朝向下方。当前悬架构件112 的移动方向变成下方时，受其牵连，车辆行驶用电动机94的移动方向也变成下方。在此，在前悬架构件112与冷却液泵35抵接时，当碰撞冲击较大时，冷却液泵35 受到冲击而向车辆后方移动。在此，在本实施方式3中，在冷却液泵35的背后配置有离子交换器332。离子交换器332具备用于进行冷却液的导电率控制的离子交换膜，是总是充填有冷却液的部件。当冷却液泵35受到碰撞冲击而后退且以某种程度的强度与离子交换器 332碰撞时，离子交换器332就会毁坏。此时，由于在离子交换器332内充填有大量的冷却液，因此离子交换器332作为碰撞缓冲部件发挥功能，有效地吸收碰撞的能量。以上，根据本实施方式3，除实现与上述实施方式2同样的功能以外，由于在冷却液泵35的背后具备离子交换器332，因此可作为碰撞缓冲部件发挥功能，有效地吸收碰撞冲击。(其它变形例)
本发明不限于上述实施方式，可进行各种变形来应用。例如，在实施方式1中，将本发明的第一 第四特征的构造设置于FC转换器90，当然也可以设置于其它关联装置。例如，逆变器93、逆变器95与FC转换器90同样，是与燃料电池20的关联性高的关联装置。因此，也可以代替FC转换器90，或与FC转换器90并行地将逆变器93、逆变器95配置于燃料电池单元201的前侧。另外，在上述各实施方式中，以为了应对来自车辆前侧的碰撞而设有本发明的第一 第四特征的方式进行了记载，但不限于此。为了应对来自车辆的横方向、后方向的碰撞冲击，也可以设置本发明的特征性的构造。此外，在上述各实施方式中，在FC转换器90的前侧设有倾斜部256而变更前悬架构件112的移动方向。但是，即使在FC转换器90等关联装置和燃料电池单元201上设置高度方向的偏差，也能够发挥本发明第一特征的功能。例如，如图15的车辆侧视图所示，在转换器组件250和燃料电池单元201之间设有高度Ah的偏差。前悬架构件112的水平方向后侧以比转换器组件250的底面位于下侧的方式定位。在这样设置偏差Ah的情况下， 需要构成为使通道部109的高度少许高。根据这种构成，在从前侧受到碰撞冲击的情况下，前悬架构件112进入转换器组件250的下侧。因而，能够将前悬架构件112的移动方向变更到不与燃料电池单元201发生碰撞的程度。工业实用性本发明的燃料电池系统不仅能够应用于车辆，而且也能够应用于其它方式的移动体。作为那种移动体，可应用于火车、船舶、飞机、潜艇等。原因是，如果具备本发明的燃料电池系统，则即使是任何方式的移动体，都能够有效地保护作为心脏部的燃料电池免受来自前方的碰撞冲击。特别是，即使是在重量上具有限制的移动体，通过应用本发明，且通过轻量的构造，也能够有效地保护燃料电池免受来自前方的冲击。标号说明
3冷却液供给系统
4燃料气体供给系统
7氧化气体供给系统
9电力系统
10燃料电池系统
20、20b、20c燃料电池
21高分子电解质膜
22阳极
23阴极
24膜/电极接合体
25阳极气道
26阴极气道
31冷却通路
32温度传感器
33散热器
34阀
35冷却液泵
36温度传感器
40燃料气体供给通路
42燃料气体供给装置
42a第一燃料气体罐
42b第二燃料气体罐
43总阀
44压力传感器
45喷射器
46截止阀
51循环路径
52截止阀
53气液分离器
54排出阀
55氢泵
57转速传感器
58、.59压力传感器
61排气流路
62稀释器
63清洁阀
65消音器
71氧化气体供给通路
72氧化废气排出通路
73压力传感器
74空气过滤器
75空气压缩机
76加湿器
77调压阀
80控制部
82点火开关
84电压传感器
86电流传感器
90燃料电池用DC-DC转换器(FC转换器)
91蓄电池
92蓄电池计算机
93、.95逆变器
94车辆行驶用电动机
96高电压辅机
97继电器98蓄电池用DC-DC转换器(蓄电池转换器)、高电压辅机99转速传感器100 车辆101前轮胎102后轮胎103 前座103L左侧前座103R右侧前座104 后座105 挡板106前支柱107中央支柱108后支柱109通道部110前横构件111 地板112前悬架构件113变形促进部114、115 前车架116、117、120、121、124、125、137、205、207、228 233、242 245 连结孔118、119 副车架122、123 托架126第一横构件128、129侧门槛构件130电动机座131安装橡胶132第二横构件136第三横构件138第四横构件140、141、152、153 结合件144、151 副横构件146、147后门槛构件150第五横构件160后横构件200燃料电池组件201燃料电池单元202上侧壳体203下侧壳体
204上侧凸缘
206下侧凸缘
208螺栓
209螺母
210,211 侧面
212上面
213底面
214起伏形状
215换气窗
216正极端子
217负极端子
218端子螺钉
219端子插座
220、310保护构造体
221框构造体
222柱状部件
223加强车架
224 227安装部
234、235倾斜车架
236安装座
239结合件
240保护面板
241面板主体
246碳纤维布
250转换器组件
251上侧壳体
252下侧壳体
253冷却液入口
254冷却液出口
255前面
256倾斜部
257继电器部
258突起部
259,282电源电缆
259a,259b电源线
260端子连接器
262底面保护板
263,265,273 安装部
264,266连结槽
270前面保护板
272弯曲部
274连结孔
280,281 螺栓
283电源插头
300、300b燃料电池组件
311倾斜车架
320后侧构造体
321收纳部
330前侧构造体
331关联装置收纳部
332离子交换器
A、B长度多余部分
F倾斜凸缘构造
P物体
S车身
权利要求
1.一种燃料电池系统，搭载于车辆上，具备 燃料电池；及与所述燃料电池电连接并与所述燃料电池相邻设置的关联装置， 所述关联装置在所述车辆的前进方向侧具备倾斜部。
2.如权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述关联装置通过沿所述前进方向相互分离的至少两个连结部件固定于所述车辆， 所述至少两个所述连结部件中设置于所述前进方向侧的所述连结部件构成为相比设置于所述前进方向侧的相反侧的所述连结部件以较弱的力解除连结。
3.如权利要求1所述的燃料电池系统， 所述关联装置在所述燃料电池侧设置有突起部，所述突起部设置于基于在所述车辆发生了碰撞的情况下所设想的所述关联装置的移动而与所述燃料电池的电极端子抵接的位置。
4.一种燃料电池系统，搭载于车辆上，具备 燃料电池；及与所述燃料电池电连接并与所述燃料电池相邻设置的关联装置， 所述关联装置通过沿所述前进方向相互分离的至少两个连结部件固定于所述车辆， 所述至少两个所述连结部件中设置于所述前进方向侧的所述连结部件构成为相比设置于所述前进方向侧的相反侧的所述连结部件以较弱的力解除连结。
5.一种燃料电池系统，搭载于车辆上，具备 燃料电池；及与所述燃料电池电连接并与所述燃料电池相邻设置的关联装置， 所述关联装置在所述燃料电池侧设置有突起部，所述突起部设置于基于在所述车辆发生了碰撞的情况下所设想的所述关联装置的移动而与所述燃料电池的电极端子抵接的位置。
6.如权利要求1 5中任一项所述的燃料电池系统，其中，所述关联装置在所述燃料电池侧具备短路部，所述短路部构成为当施加一定以上的力可使所述关联装置的电源短路。
7.如权利要求6所述的燃料电池系统，其中，所述短路部设置于基于在所述车辆发生了碰撞的情况下所设想的所述关联装置的移动而与所述燃料电池的局部抵接的位置。
8.如权利要求1 7中任一项所述的燃料电池系统，其中， 在所述关联装置和所述燃料电池之间设置有碰撞缓冲部件。
9.如权利要求1 8中任一项所述的燃料电池系统，其中， 所述关联装置是与所述燃料电池电连接的转换器。
10.一种车辆，具备权利要求1 9中任一项所述的燃料电池系统。
全文摘要
本发明提供一种燃料电池系统的搭载构造，其既能够抑制车辆重量增加，又能够抑制在施加了来自前方的碰撞冲击的情况下关联装置与燃料电池发生碰撞的情况。其特征在于，具备燃料电池(201)、及与燃料电池电连接并与燃料电池相邻设置的关联装置(250)，关联装置(250)在车辆(100)的前进方向侧具备倾斜部(256)。在从前进方向侧对车辆(100)施加了碰撞冲击的情况下，关联装置(250)的移动方向变更为不与前进方向平行的方向(例如下侧)。因而，关联装置(250)直接进入而损坏燃料电池(201)的情况得到抑制。
文档编号H01M8/04GK102448752SQ20098015955
公开日2012年5月9日 申请日期2009年5月28日 优先权日2009年5月28日
发明者大桥康彦 申请人:丰田自动车株式会社