專利名稱：移動體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將燃料電池搭載在預(yù)定的移動體上的技術(shù)。
背景技術(shù)：
有時將燃料電池作為電力供給源搭載在車輛上。已知一種技術(shù)，在該 燃料電池中，通過使燃料電池傾斜，利用重力使生成水匯集，并且使該生
成水從反應(yīng)氣體排出口向外部排出(參照日本特開2002 - 198077號公報)。 然而，有時車輛沿坡道(斜面)上或下，尤其在上坡時，在燃料電池 中，需要較多的電力供給，有可能在燃料電池中瞬間生成大量的生成水。 在該情況下，如果像上述專利文獻1所記載的技術(shù)那樣，僅通過使燃料電 池傾料，則有時由于坡道(斜面)的角度而抵消該燃料電池的傾斜，難以 利用重力使生成水排出。如果生成水的排出遲滯，則會誘發(fā)浸水(flooding )， 其結(jié)果就是，燃料電池的發(fā)電效率降低，有可能導(dǎo)致妨礙車輛的行駛。這 樣的問題也有可能在車輛下坡行駛時出現(xiàn)。
另外，如果使燃料電池傾斜地配置在車輛上，則存在在配置位置，在 燃料電池的底面(下面)下產(chǎn)生多余空間這一問題。
此外，在一般情況下，燃料電池，從負極排出的反應(yīng)氣體量比從正極 排出的少的情況較多，與此相伴，尤其在負極生成水的排出遲滯，相比正 極在負極產(chǎn)生浸水的蓋然性較高。另外，燃料電池除了搭載在車輛上以外， 在搭載在直線電動才幾車(linear motor car )、船、飛才幾及機器人等其他的 移動體上時也會發(fā)生上述問題
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述課題而作出的發(fā)明，其第1目的在于提供一種技術(shù)， 在搭載有燃料電池的移動體中，即使在斜面上移動的過程中，該技術(shù)也能
夠利用重力使正極側(cè)的生成水排出，第2目的在于提供一種技術(shù)，在使燃 料電池在移動體中傾斜配置時，該技術(shù)能夠進行燃料電池的底面下的多余 空間的有效利用。
為了實現(xiàn)上述目的中的至少一部分，本發(fā)明的移動體，它是搭載有具 有多個角部的燃料電池的移動體，其特征在于所述燃料電池具有燃料氣 體排出口 ，該燃料氣體排出口用于將在正極供電化學(xué)反應(yīng)之后的燃料氣體 排出到所述燃料電池外部，所述燃料電池，相對于水平面傾斜配置，使得 所述燃料電池的所述移動體的前進方向側(cè)比所述前進方向的相反方向側(cè) 高，并且使得所述多個角部中的、最接近所述燃料電池的所述燃料氣體排 出口的所述角部成為最低點。
根據(jù)上述構(gòu)成的移動體，即使在斜面上移動的過程中，也能夠利用重 力使正極側(cè)的生成水排出。此外，上述燃料電池，優(yōu)選為具有多個角部的 多邊形的柱狀體(例如，長方體形狀)。該情況下，角部的概念，在多邊 形的柱狀體形狀的頂部被倒角的情況下，包括該被倒角的部分。
在上述移動體中，優(yōu)選，所述燃料電池具有氧化氣體排出口，該氧化 氣體排出口用于將在負極供電化學(xué)反應(yīng)之后的氧化氣體排出到所述燃料電 池外部，在所述燃料電池中，所述燃料氣體排出口被配置在至少比所述氧 化氣體排出口接近成為所述最低點的所述角部的位置。
這樣一來，能夠利用重力將正極內(nèi)的生成水高效地收集，并能夠利用 重力將該收集的生成水從燃料氣體排出口高效地排出。
在上述移動體中，優(yōu)選，所述燃料電池，為層疊隔板和膜-電極*體 而成的層疊體，具有配置在所述層疊體的端部的、設(shè)有所述燃料氣體排出 口的端板，所述移動體具有用于支持所述燃料電池、使所述燃料電池傾 斜配置的支持部件；被固定于所述支持部件、至少一部分由彈性體構(gòu)成的 支架；和用于將所述支架固定于所述燃料電池的端板的支架固定部件。
這樣一來，能夠?qū)⑷剂想姵睾椭С植考喂痰毓潭?，即，能夠通過支持部件牢固地支持燃料電池。而且，在該情況下，由橡膠制成的支架介于 在燃料電池的端板和支持部件之間，所以即使對車輛施加外力，外力傳遞 至支持部件，也能夠通過支架緩和該外力。
在上述移動體中，優(yōu)選，在通過所迷最低點的所述燃料電池的底面之 下所形成的空間中，配置有用于導(dǎo)入來自所述燃料電池的排出流體的流體 導(dǎo)入部。
這樣一來，能夠有效利用伴隨燃料電池的傾斜而產(chǎn)生的上述空間。而 且，能夠?qū)娜剂想姵嘏懦龅姆磻?yīng)氣體或7jC迅速導(dǎo)入到流體導(dǎo)入部。
為了實現(xiàn)上述目的至少一部分，本發(fā)明的移動體，它是搭栽有燃料電
池的移動體，其特征在于使所述燃料電池相對于水平面傾斜配置，在通 過所述燃料電池的成為最低點的角部的所述燃料電池的下面之下所形成的 空間中，配置有用于導(dǎo)入來自所述燃料電池的排出流體的流體導(dǎo)入部。
通過上述構(gòu)成的移動體，能夠進行燃料電池的側(cè)面下的多余空間的有 效利用。
在上述移動體中，優(yōu)選，所述流體導(dǎo)入部為稀釋器或氣液分離器。這 樣一來，能夠?qū)娜剂想姵嘏懦龅姆磻?yīng)氣體或水迅速導(dǎo)入作為流體導(dǎo)入部 的稀釋器或氣液分離器中。
在上述移動體中，優(yōu)選，上述移動體為車輛。這樣一來，即使車輛在 斜面上行駛，也能夠利用重力使正極側(cè)的生成水排出。
在上述移動體中，優(yōu)選，上述燃料電池設(shè)在乘務(wù)員座椅下。這樣一來， 能夠有效利用車輛中的空間。
此外，本發(fā)明，除了上述移動體的方式以外，也能夠作為車輛或機器 人等其他的裝置發(fā)明的方式實現(xiàn)。另外，還能夠作為移動體中的燃料電池 車載方法等方法發(fā)明的方式實現(xiàn)。


圖l是用于說明在本發(fā)明的一個實施例中的車輛1000中燃料電池100 的車栽位置的概略結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示圖1的A-A剖面的立體圖。 圖3是在車輛1000中向左方觀察燃料電池100周邊的圖。 圖4是在車輛1000中向后方觀察燃料電池100周邊的圖。 圖5是在車輛1000中向上方觀察燃料電池100的圖。 圖6是表示稀釋器500的概略外觀結(jié)構(gòu)的圖。
具體實施方式
A.實施例
Al.燃料電池100的結(jié)構(gòu)
圖1是用于說明在本發(fā)明的一個實施例的車輛1000中燃料電池100 的車載位置的概略結(jié)構(gòu)圖。首先，關(guān)于燃料電池100進行說明。燃料電池 100是層疊多個單電池(未圖示)，并通過端板150挾持該層疊體的堆(stack ) 結(jié)構(gòu)，形成為大致立方體形狀。收納燃料電池100的燃料電池殼體100A 也形成為與燃料電池100同樣的立方體形狀。該燃料電池100具有用于 對各單電池的正極(未圖示)供給燃料氣體的燃料氣體供給岐管(未圖示)； 用于對各單電池的負極(未圖示)供給氧化氣體的氧化氣體供給岐管(未
圖示)；用于將在正極未被供電化學(xué)反應(yīng)的燃料氣體匯集，并向燃料電池 100外部排出的燃料氣體排出岐管160(在圖1中未圖示)；用于在負極將 未被供電化學(xué)反應(yīng)的氧化氣體匯集，并向燃料電池100外部排出的氧化氣 體排出岐管(未圖示)等。這些岐管，平行設(shè)置于單電池的層疊方向，與 設(shè)置于端板150的各口連接。在圖1中，僅示出了燃料氣體排出口 110。 關(guān)于除燃料氣體排出口 110以外的其他口的說明后述。燃料氣體排出口 110,是與燃料氣體排出岐管160連接，用于使燃料氣體排出到燃料電池 100的外部的口。
在上述大致立方體形狀的燃料電池100中，將8個頂部中的任意的頂 部設(shè)為頂部P。燃料氣體排出口 110形成于燃料電池100的各頂部的中最 靠近頂部P的位置，而且，形成于與其他的口 (后述的氧化氣體排出口 120 等)相比相對于頂部P最接近的位置。
7此外，上述的單電池構(gòu)成為，將由觸媒電極層(未圖示)夾持電解質(zhì)
膜(未圖示)構(gòu)成的膜-電極接合體(MEA)進一步由導(dǎo)電性板(所謂隔 板)挾持。
A2.燃料電池100的車載位置
在本實施例的車輛1000中，如圖1所示，規(guī)定前后、左右、上下方向。 此外，所謂"前方"為車輛1000的前進方向，在圖1中，前進方向也為水 平方向。燃料電池100,被收納在燃料電池殼體100A中，如圖1所示，在 車輛1000中，被配置在在乘務(wù)員座椅910下即地板920下。具體來說，使 用后述的部件，將燃料電池100安裝在配置于地板920下的側(cè)部框架930 上，詳細后述。
A3.燃料電池100的配置狀態(tài)
圖2為表示圖1的A-A剖面的立體圖。如圖1、圖2所示，燃料電池 IOO傾斜配置，j吏得其頂部P位于前后方向的后方、左右方向的右方，并 且以在各頂部中成為最低點。關(guān)于這一點具體說明如下。
圖3是在車輛1000中向左方觀察燃料電池100周邊的圖。圖4是在車 輛1000中向后方觀察燃料電池100周邊的圖。圖5是在車輛1000中向上 方觀察燃料電池100的圖。燃料電池100，如圖3~圖5所示，通過支架 400A、 B、 C與支持部件300連接。該支持部件300具有高度不同的凸部 300A、 B、 C,其高度以凸部300B、凸部300C、凸部300A的順序變高。 支架400A、 B、 C由橡膠制成。
具體說明燃料電池100和支持部件300的連接，如圖4所示，燃料電 池100的端板150、燃料電池殼體100A的下面部及支持部件300的各凸部 300A、 B、 C分別通過支架400A、 B、 C由支架螺栓410固定。在該情況 下，在燃料電池100中，以使各頂部中的頂部P最靠近凸部300A的方式 配置燃料電池IOO。由此，燃料電池100被傾斜配置，使得其頂部P成為 最低點。而且，在各支架螺栓410上安裝有絕緣性的支架罩420。在上述 圖1及圖2中，省略了支架400A、 B、 C及支持部件300等的圖示，另夕卜， 在圖3及圖5中，簡略表示了支架400A、 B、 C,并省略了支架螺栓410等的圖示。支持部件300固定在側(cè)部框架930上。
此外，在本實施例中，燃料電池100與前后方向上成a。、與左右方 向上成P。地傾斜配置。該a優(yōu)選10 30左右，特別優(yōu)選15~20左右。 另外，該P優(yōu)選3 10左右，特別優(yōu)選3~5左右。
如圖3所示，在燃料電池100的端板150上，在頂部P附近設(shè)有燃料 氣體排出口 no,在頂部Q附近設(shè)有氧化氣體排出口 120。氧化氣體排出 口 120,與氧化氣體排出岐管連接，是用于將氧化氣體排出到燃料電池IOO 的外部的口。另外，在該端板150上，此外還設(shè)有用于對燃料氣體供給岐 管供給燃料氣體的燃料氣體供給口 130和用于對氧化氣體供給岐管供給氧 化氣體的氧化氣體供給口 140。
另外，如圖4所示，燃料氣體排出口 IIO與用于將來自燃料氣體排出 岐管160的燃料氣體導(dǎo)入后述的稀釋器500的燃料氣體導(dǎo)入管115連接。 在圖3~圖5中，省略圖示，但是氧化氣體排出口 120與用于將來自氧化 氣體排出岐管的氧化氣體導(dǎo)入后述的稀釋器500的氧化氣體導(dǎo)入管117連 接。
而且，本實施例的車輛1000，如圖3 ~圖5所示，在燃料電池100下 面(底面)之下即燃料電池殼體100A下面之下形成的空間(以下也稱作 空間K)中具有稀釋器500。
圖6是表示稀釋器500的概略外觀結(jié)構(gòu)的圖。該稀釋器500,如圖所 示，與燃料氣體導(dǎo)入管115、氧化氣體導(dǎo)入管117及稀釋氣體排出管520 連接，是用于使從燃料氣體導(dǎo)入管115導(dǎo)入的燃料氣體和從氧化氣體導(dǎo)入 管117導(dǎo)入的氧化氣體混合并進行稀釋的裝置。在稀釋器500中被稀釋的 氣體，通過稀釋氣體排出管520向消聲器導(dǎo)入。另外，稀釋器500，如圖6 所示，其上面(上蓋)以沿燃料電池殼體100A的下面的方式形成。由此， 稀釋器500被配置得不會浪費上述空間K。
以上那樣，在本實施例的車輛1000中，傾斜配置燃料電池IOO, 4吏得 燃料電池100的頂部中的最靠近燃料氣體排出口 110的頂部P在前后方向 上位于后方、在左右方向上位于右方、并且在各頂部中成為最低點。這樣一來，在車輛iooo上坡行駛的情況下，通常燃料氣體排出口 110位于燃料
電池IOO的最低點附近，所以能夠利用重力將各單電池的正極內(nèi)的生成水 收集在燃料氣體排出岐管160中，而且能夠利用重力將該收集的生成水從 燃料氣體排出口 110排出。其結(jié)果就是，在燃料電池100的各單電池中， 抑制浸水的發(fā)生，乃至抑制燃料電池的發(fā)電效率的降低，能夠抑制對車輛 1000的行駛產(chǎn)生妨礙。另外，在車輛1000在傾斜比oc。緩和的下坡行駛 的情況下，也能夠得到同樣的效果。
而且， 一般情況下，與負極相比，從正極排出的反應(yīng)氣體量少的情況 較多。因此，在本實施例的車輛1000中，將燃料氣體排出口 110設(shè)置得比 氧化氣體排出口 120更靠近成為上述燃料電池100的最低點的頂部P。這 樣一來，在燃料電池100的各單電池中，能夠利用重力高效地將正極內(nèi)的 生成水收集到燃料氣體排出岐管160中，并能夠利用重力將該收集的生成 水從燃料氣體排出口 110高效地排出。
另外，在本實施例的車輛1000中，將燃料電池100的端板150和支持 部件300通過支架400A、 B、 C固定。這樣一來，能夠牢固地固定燃料電 池100和支持部件300,即，能夠通過支持部件300牢固地支持燃料電池 100。而且，在該情況下，由橡膠制成的支架400介于燃料電池100的端板 150和支持部件300之間，所以即4吏對車輛1000施加外力，且外力傳遞至 支持部件上，也能夠通過支架400予以緩和。
而且，在本實施例的車輛1000中，沒有浪費地將稀釋器500配置在空 間K中。這樣一來，能夠有效地利用伴隨著燃料電池100的傾斜而產(chǎn)生的 空間即空間K。
在車輛1000中，在乘務(wù)員座椅910下，比較能夠在上下方向上取得空 間。因此，在本實施例的車輛1000中，將燃料電池100配置在乘務(wù)員座椅 910下。這樣一來，能夠有效地利用車輛1000中的空間。
車輛1000相當(dāng)于權(quán)利要求中的移動體，燃料氣體排出口 110及氧化氣 體排出口 120在權(quán)利要求中分別相當(dāng)于燃料氣體排出口及氧化氣體排出 口，支持部件300相當(dāng)于權(quán)利要求中的支持部件，支架400A、 B、 C相當(dāng)于外又利要求中的支架，支架螺栓410相當(dāng)于權(quán)利要求中的支架固定部件， 稀釋器500相當(dāng)于權(quán)利要求中的流體導(dǎo)入部，頂部P相當(dāng)于權(quán)利要求中的 "最接近燃料氣體排出口的角部"。 B.變形例1
此外，在本發(fā)明中，并不限于上述的實施方式，在不脫離其技術(shù)思想 的范圍內(nèi)，可以以各種方式進行實施。 Bl.變形例1:
在上述實施例的車輛1000中，燃料氣體排出口 IIO朝左右方向，但本 發(fā)明并不限于此。在車輛1000中，只要接近燃料氣體排出口 110的頂部P 為最低點即可，例如，在燃料電池100中，形成有燃料氣體排出口 IIO等 各口的端板150朝向后方，即，燃料氣體排出口 IIO也可以朝向后方。這 樣也能夠得到與上述實施例相同的效果。
B2.變形例2:
在上述實施例的車輛1000中，將稀釋器500配置在空間K中，但是， 本發(fā)明并不限于此。例如，也可代替稀釋器500配置氣液分離器或其他的 燃料電池100的周邊i殳備。這樣，能夠有效地利用伴隨著燃料電池100的 傾斜而產(chǎn)生的空間即空間K。
B3.變形例3:
在上述實施例中，作為搭載燃料電池IOO的移動體用車輛1000進行了 說明，但是本發(fā)明并不限于此。也可以如上述實施例那樣將燃料電池100 傾斜配置在直線電動機車、船、飛機及機器人等移動體上。這樣一來，該 移動體在向上行駛(上升飛行)的情況下，通常燃料氣體排出口 110位于
燃料電池100的最低點附近，所以能夠利用重力將各單電池的正極內(nèi)的生 成水收集到燃料氣體排出岐管160中，而且，能夠利用重力將該收集的生 成水從燃料氣體排出口 110排出。其結(jié)果就是，在燃料電池100的各單電 池中，能夠抑制誘發(fā)浸水，乃至能夠抑制燃料電池的發(fā)電效率降低，能夠 抑制對該移動體的行駛(飛行)產(chǎn)生妨礙。 B4.變形例4:
ii在上述實施例的車輛1000中，稀釋器500的上面(上蓋)和燃料電池 殼體100A的下面是由不同的部件形成的，但是，也可以兼用這些部件。 這樣一來，能夠減少零件數(shù)目，另外，能夠使車輛1000輕量化。
B5.變形例5:
在上述實施例的車輛1000中，在燃料電池100中，只4吏頂部P成為 最寸氐點，但是本發(fā)明并不限于此。例如，在燃料電池100中，也可以不產(chǎn) 生左右方向的傾斜(即，p=0)，而相對于左右方向4吏與頂部P對應(yīng)的頂 部R (參照圖2 )與頂部P —起成為最低點。這樣一來，車輛1000在上坡 行駛的情況下，通常燃料氣體排出口 110位于燃料電池100的最低點附近， 所以能夠利用重力將各單電池的正極內(nèi)的生成水高效地收集在燃料氣體排 出岐管160中。在該情況下，收集的生成水與燃料氣體一起從燃料氣體排 出口110排出。其結(jié)果就是，在燃料電池100的各單電池中，能夠抑制誘 發(fā)浸水，乃至能夠抑制燃料電池的發(fā)電效率降低，能夠抑制對車輛1000 的行駛產(chǎn)生妨礙。
B6.變形例6:
在上述實施例的車輛1000中，燃料電池100傾斜配置，使得其頂部P 在前后方向上位于后方、在左右方向上位于右方，并且在各頂部中成為最 低點，但是本發(fā)明并不限于此，也可以將燃料電池100向各種方向傾斜地 配置。即便在該情況下，也將稀釋器500或氣液分離器等配置在伴隨燃料 電池100的傾斜而產(chǎn)生的空間內(nèi)。這樣一來，能夠有效利用該空間。
B7.變形例7:
在上述實施例的車輛1000中，燃料電池100形成為大致立方體形狀， 但是，本發(fā)明并不限于此。例如，燃料電池100也可為多邊形(五邊形、 六邊形等)的柱狀體。在該情況下，各頂部相當(dāng)于權(quán)利要求中的角部。另 外，燃料電池100可以為具有大致彎曲形狀的頂部(以下稱作彎曲頂部) 的柱狀體。在該情況下，該彎曲頂部相當(dāng)于權(quán)利要求中的角部。
權(quán)利要求
1. 一種移動體，該移動體搭載有具有多個角部的燃料電池，所述燃料電池具有燃料氣體排出口，該燃料氣體排出口用于將在正極供電化學(xué)反應(yīng)之后的燃料氣體排出到所述燃料電池外部，所述燃料電池，相對于水平面傾斜配置，使得所述燃料電池的所述移動體的前進方向側(cè)比所述前進方向的相反方向側(cè)高，并且使得所述多個角部中的、最接近所述燃料電池的所述燃料氣體排出口的所述角部成為最低點。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動體，其特征在于所述燃料電池具有氧化氣體排出口 ，該氧化氣體排出口用于將在負極 供電化學(xué)反應(yīng)之后的氧化氣體排出到所述燃料電池外部，在所述燃料電池中，所述燃料氣體排出口被配置在至少比所述氧化氣 體排出口接近成為所述最低點的所述角部的位置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的移動體，其特征在于 所述燃料電池，為層疊隔板和膜-電極*體而成的層疊體，具有配置在所述層疊體的端部的、設(shè)有所述燃料氣體排出口的端板， 所述移動體具有用于支持所述燃料電池、使所述燃料電池傾斜配置的支持部件； ;波固定于所述支持部件、至少一部分由彈性體構(gòu)成的支架；和 用于將所述支架固定于所述燃料電池的端板的支架固定部件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1 ~ 3中任一項所述的移動體，其特征在于 在通過所述最低點的所述燃料電池的底面之下所形成的空間中，配置有用于導(dǎo)入來自所述燃料電池的排出流體的流體導(dǎo)入部。
5. —種移動體，該移動體搭載有燃料電池， 使所述燃料電池相對于水平面傾斜配置，在通過所述燃料電池的成為最低點的角部的所述燃料電池的下面之下 所形成的空間中，配置有用于導(dǎo)入來自所述燃料電池的排出流體的流體導(dǎo)入部。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的移動體，其特征在于 所述流體導(dǎo)入部為稀釋器或氣液分離器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1 ~ 6中任一項所述的移動體，其特征在于: 所述移動體為車輛。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的移動體，其特征在于 所述燃料電池被設(shè)置在乘務(wù)員座椅下。
全文摘要
本發(fā)明提供一種移動體(1000)，該移動體是搭載有具有多個角部的燃料電池(100)的移動體，燃料電池(100)具有燃料氣體排出口(110)，該燃料氣體排出口用于將在正極供電化學(xué)反應(yīng)之后的燃料氣體排出到燃料電池外部，燃料電池(100)，相對于水平面傾斜配置，使得該燃料電池的移動體(1000)的前進方向側(cè)比前進方向的相反方向側(cè)高，并且使得多個角部中的、最接近燃料電池(100)的燃料氣體排出口(110)的角部成為最低點。通過這樣的結(jié)構(gòu)，在移動體中，即使在斜面的移動過程中，也能夠利用重力將正極側(cè)的生成水排出。
文檔編號B60K1/04GK101505985SQ200780030868
公開日2009年8月12日 申請日期2007年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月5日
發(fā)明者壽?？敌?申請人:豐田自動車株式會社