JP7310771B2 - 燃料電池システム - Google Patents

Description

本開示は、燃料電池システムに関する。

特許文献１には、燃料電池とコンバータとがジャンクションボックスを介して接続されている燃料電池システムが開示されている。

特開２００８－０６６１０６号公報

大電流の出力を行うために、燃料電池スタックを２つ組み合わせて１つの燃料電池システムを構成することが考えられる。このような構成を実現するため、本願発明者らは、２つの燃料電池スタックにそれぞれ接続された２つのジャンクションボックスを、大容量の別のジャンクションボックスに接続し、その大容量のジャンクションボックスから外部負荷に電力を供給する構成を考えた。しかし、このような構成では、ジャンクションボックスの数が増加してしまい、更に、容量の異なるジャンクションボックスも必要になるので、燃料電池システムが大型化し、製造コストが増大する。

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本開示の第１の形態によれば、燃料電池システムが提供される。この燃料電池システムは、第１燃料電池スタックを含む第１燃料電池ユニットと、第２燃料電池スタックを含む第２燃料電池ユニットと、前記第１燃料電池ユニットに電気的に接続される第１内部配線を有する第１ジャンクションボックスと、前記第２燃料電池ユニットに電気的に接続される第２内部配線を有する第２ジャンクションボックスと、を備え、前記第１ジャンクションボックスは、第１許容電流値を有する第１接続口と、前記第１許容電流値よりも大きい第２許容電流値を有する第２接続口とを有し、前記第１接続口および前記第２接続口は、前記第１内部配線に電気的に接続され、前記第２ジャンクションボックスは、前記第１許容電流値を有する第３接続口と、前記第２許容電流値を有する第４接続口とを有し、前記第３接続口および前記第４接続口は、前記第２内部配線に電気的に接続され、前記第１ジャンクションボックスと前記第２ジャンクションボックスとは、前記第１接続口と前記第３接続口とを介して電気的に接続されており、前記第２ジャンクションボックスは、前記第４接続口を介して外部負荷に電気的に接続され、前記第１接続口の構造と、前記第３接続口の構造とは同じであり、前記第２接続口の構造と、前記第４接続口の構造とは同じである。
このような形態であれば、第１燃料電池ユニットが接続された第１ジャンクションボックスと第２燃料電池ユニットが接続された第２ジャンクションボックスとを、それぞれのジャンクションボックスに設けられた小容量の接続口を介して接続することによって、第２ジャンクションボックスに設けられた大容量の接続口から外部負荷に対して大電流を出力できる。この結果、大容量のジャンクションボックスを別に用意する必要がないので、燃料電池システムの製造コストを低減でき、更に、燃料電池システムが大型化することを抑制できる。しかも、第１ジャンクションボックスに備えられた接続口の構造と第２ジャンクションボックスに備えられた接続口の構造が同じであるため、部品を共通化することができ、燃料電池システムの製造コストを効果的に低減できる。
（２）上記形態において、前記第１接続口の構造と、前記第２接続口の構造とは異なり、前記第３接続口の構造と、前記第４接続口の構造とは異なってもよい。このような形態であれば、異なる許容電流値を有する接続口へのケーブルの差し違えを抑制できる。
（３）上記形態において、前記第２接続口が封止されてもよい。このような形態であれば、外部負荷が接続されない第２接続口への異物の侵入を抑制できる。
（４）上記形態において、前記第２ジャンクションボックスは、前記第４接続口と前記第２燃料電池ユニットとに電気的に接続されるヒューズを備えてもよい。このような形態によれば、外部負荷から燃料電池システムに過電流が流れることを抑制できる。

本開示は、上述した燃料電池システムとしての形態以外にも、例えば、燃料電池システムを搭載した移動体や、燃料電池システムを備える定置型発電機など種々の形態で実現することが可能である。

第１実施形態における燃料電池システムの概略構成を示す図である。 第１ジャンクションボックスの内部構成を示す図である。 第２ジャンクションボックスの内部構成を示す図である。 ジャンクションボックスの正面側の斜視図である。 ジャンクションボックスの背面側の斜視図である。 ジャンクションボックスの正面図である。 第２実施形態におけるジャンクションボックスの内部構成を示す図である。 第３実施形態におけるジャンクションボックスの内部構成を示す図である。 第４実施形態におけるジャンクションボックスの内部構成を示す図である。 参考例としての燃料電池システムの概略構成を示す図である。

Ａ．第１実施形態：
図１は、第１実施形態における燃料電池システム１０の概略構成を示す図である。燃料電池システム１０は、第１燃料電池ユニット１００と、第２燃料電池ユニット２００と、第１ジャンクションボックス１３０と、第２ジャンクションボックス２３０とを備える。燃料電池システム１０は、第２ジャンクションボックス２３０に接続された外部負荷３００に電力を供給するシステムである。外部負荷３００は、例えば、モータや電気機器など、電力によって動作する様々な装置を含む。燃料電池システム１０は、例えば、車両、船舶、航空機などの移動体に電力源として搭載される。また、燃料電池システム１０は、定置型の発電機として用いることもできる。

第１燃料電池ユニット１００は、第１燃料電池スタック１１０と、第１ＦＣＰＣ１２０と、第１ＰＣＵ１４０と、第１エアコンプレッサ１５０と、第１水素ポンプ用インバータ１６０と、第１水素ポンプ１７０と、第１ウォータポンプ用インバータ１８０と、第１ウォータポンプ１９０と、を備える。「ＦＣＰＣ」とは、燃料電池パワーユニットコントローラの略である。「ＰＣＵ」とは、パワーコントロールユニットの略である。第１ＰＣＵ１４０は、第１エアコンプレッサ用インバータ１４２と、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１４４とを備える。第１エアコンプレッサ１５０、第１水素ポンプ１７０、および、第１ウォータポンプ１９０は、第１燃料電池スタック１１０による発電を補助する機器であり、燃料電池用補機とも呼ばれる。

第２燃料電池ユニット２００は、第２燃料電池スタック２１０と、第２ＦＣＰＣ２２０と、第２ＰＣＵ２４０と、第２エアコンプレッサ２５０と、第２水素ポンプ用インバータ２６０と、第２水素ポンプ２７０と、第２ウォータポンプ用インバータ２８０と、第２ウォータポンプ２９０と、を備える。第２ＰＣＵ２４０は、第２エアコンプレッサ用インバータ２４２と、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２４４とを備える。第２燃料電池ユニット２００の構成は第１燃料電池ユニット１００と同じである。そのため、以下では、第１燃料電池ユニット１００の構成について詳細に説明し、第２燃料電池ユニット２００の説明については省略する。

第１燃料電池スタック１１０は、複数の燃料電池セルが積層されたスタック構造を有する発電体である。本実施形態において、燃料電池セルとしては、固体高分子形のセルが用いられる。第１燃料電池スタック１１０には、燃料ガスとしての水素と、酸化ガスとしての酸素を含む空気とが供給され、これらの電気化学反応によって発電が行われる。例えば、水素は、図示していない高圧水素タンクから第１燃料電池スタック１１０に供給される。空気は、第１ＰＣＵ１４０によって駆動される第１エアコンプレッサ１５０から供給される。第１燃料電池スタック１１０によって発電された電力は、第１ＦＣＰＣ１２０に出力される。なお、燃料電池セルとしては、固体高分子形に限らず、固体酸化物形やリン酸形など、様々なタイプのセルを用いることが可能である。

第１ＦＣＰＣ１２０は、第１燃料電池スタック１１０から出力された直流電力を昇圧する昇圧コンバータを含む。昇圧された電力は、第１配線１０１を通じて第１ジャンクションボックス１３０に出力される。

第１ジャンクションボックス１３０は、第１ＦＣＰＣ１２０から供給された電力を、第１ケーブル１３を通じて第２ジャンクションボックス２３０に出力すると共に、第２配線１０２を通じて第１ＰＣＵ１４０に出力する。第１ジャンクションボックス１３０および第２ジャンクションボックス２３０は、電線同士の結合や、分岐、中継を行う電気接続箱である。第１ジャンクションボックス１３０および第２ジャンクションボックス２３０は、同じ構造および構成を有している。第１ジャンクションボックス１３０および第２ジャンクションボックス２３０の詳細な構造および構成は後述する。

第１ＰＣＵ１４０は、第１ジャンクションボックス１３０から供給された電力を、第１エアコンプレッサ用インバータ１４２に供給して三相交流電力に変換する。変換された三相交流電力は、第１エアコンプレッサ１５０に供給され、第１エアコンプレッサ１５０の駆動に用いられる。第１エアコンプレッサ１５０は、第１燃料電池スタック１１０に酸化ガスとしての空気を供給する装置である。第１ＰＣＵ１４０は、また、第１ジャンクションボックス１３０から供給された電力を、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１４４を用いて降圧する。

第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１４４によって降圧された電力は、第１ＦＣＰＣ１２０を経由して、第１水素ポンプ用インバータ１６０および第１ウォータポンプ用インバータ１８０に供給される。第１水素ポンプ用インバータ１６０は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１４４から供給された直流電力を三相交流電力に変換し、第１水素ポンプ１７０を駆動する。第１水素ポンプ１７０は、第１燃料電池スタック１１０から排出された、水素を含有するアノードオフガスを、第１燃料電池スタック１１０に循環させて供給するためのポンプである。第１ウォータポンプ用インバータ１８０は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１４４から供給された直流電力を三相交流電力に変換し、第１ウォータポンプ１９０を駆動する。第１ウォータポンプ１９０は、第１燃料電池ユニット１００を冷却する冷却配管中に、冷却水を循環させるためのポンプである。第１水素ポンプ用インバータ１６０および第１ウォータポンプ用インバータ１８０は、第１ＦＣＰＣ１２０に備えられてもよい。また、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１４４によって降圧された電力は、第１ＦＣＰＣ１２０を経由せず、直接、第１水素ポンプ用インバータ１６０および第１ウォータポンプ用インバータ１８０に供給されてもよい。

第１燃料電池ユニット１００の第１燃料電池スタック１１０によって発電された電力は、第１ケーブル１３を通じて第２ジャンクションボックス２３０に供給される。第２ジャンクションボックス２３０には、更に、第２燃料電池ユニット２００の第２燃料電池スタック２１０によって発電された電力が、第３配線２０１を通じて供給される。第２ジャンクションボックス２３０は、第１燃料電池スタック１１０および第２燃料電池スタック２１０による発電電力の両方の供給を受け、これらの電力を、第４配線２０２を通じて第２燃料電池ユニット２００に備えられた第２ＰＣＵ２４０に供給すると共に、第２ケーブル１４を介して外部負荷３００に出力する。このように、本実施形態では、第１燃料電池ユニット１００と第２燃料電池ユニット２００とが、第１ジャンクションボックス１３０および第２ジャンクションボックス２３０を用いて並列接続されており、これらの両方のユニットによって発電された大容量の電力を外部負荷３００に供給することができる。

図２は、第１ジャンクションボックス１３０の内部構成を示す図である。第１ジャンクションボックス１３０は、第１接続口１３１と、第２接続口１３２とを備える。第１接続口１３１は、第１許容電流値を有する。第２接続口１３２は、第１許容電流値よりも大きい第２許容電流値を有する。許容電流値は、その接続口から出力が許容される予め定められた電流値である。第１許容電流値は、例えば、１５０～２００Ａであり、第２許容電流値は、例えば、３００～４００Ａである。第１接続口１３１および第２接続口１３２は、それぞれ、プラス端子とマイナス端子とを有する。第１接続口１３１には、第２ジャンクションボックス２３０の第３接続口２３１が第１ケーブル１３を介して電気的に接続される。第２接続口１３２には、何も接続されない。

第１ジャンクションボックス１３０は、プラス側配線ＰＷとマイナス側配線ＭＷからなる第１内部配線１３３を備えている。第１内部配線１３３は、例えば、銅製のバスバーによって構成される。第１内部配線１３３には、第１接続口１３１および第２接続口１３２が電気的に接続されている。また、第１内部配線１３３には、第１配線１０１を介して第１ＦＣＰＣ１２０が電気的に接続され、第２配線１０２を介して第１ＰＣＵ１４０が電気的に接続されている。このような構成により、第１接続口１３１および第２接続口１３２は、第１内部配線１３３を介して、第１ＦＣＰＣ１２０および第１ＰＣＵ１４０を含む第１燃料電池ユニット１００に電気的に接続されている。プラス側配線ＰＷにおいて、第１配線１０１および第２配線１０２と、第１接続口１３１および第２接続口１３２との間には、第１ヒューズ１３４が接続されている。第１ヒューズ１３４は、第１ヒューズ１３４の定格電流値を超える電流が流れた場合に、局所的に発熱して溶断する素子である。この第１ヒューズ１３４によって、第１接続口１３１から第１ＦＣＰＣ１２０および第１ＰＣＵ１４０に過電流が流れることが抑制される。

図３は、第２ジャンクションボックス２３０の内部構成を示す図である。第２ジャンクションボックス２３０は、第３接続口２３１と、第４接続口２３２とを備える。第３接続口２３１および第４接続口２３２は、それぞれ、プラス端子とマイナス端子とを有する。第３接続口２３１は、第１ジャンクションボックス１３０の第１接続口１３１と同じ第１許容電流値を有する。第４接続口２３２は、第１ジャンクションボックス１３０の第２接続口１３２と同じ第２許容電流値を有する。第３接続口２３１には、第１ジャンクションボックス１３０の第１接続口１３１が第１ケーブル１３を介して電気的に接続される。第４接続口２３２には、第２ケーブル１４を介して外部負荷３００が電気的に接続される。

第２ジャンクションボックス２３０は、第１ジャンクションボックス１３０と同様に、プラス側配線ＰＷとマイナス側配線ＭＷからなる第２内部配線２３３を備えている。第２内部配線２３３は、例えば、銅製のバスバーによって構成される。第２内部配線２３３には、第３接続口２３１および第４接続口２３２が電気的に接続されている。また、第２内部配線２３３には、第３配線２０１を介して第２ＦＣＰＣ２２０が電気的に接続され、第４配線２０２を介して第２ＰＣＵ２４０が電気的に接続されている。このような構成により、第３接続口２３１および第４接続口２３２は、第２内部配線２３３を介して、第２ＦＣＰＣ２２０および第２ＰＣＵ２４０を含む第２燃料電池ユニット２００に電気的に接続されている。プラス側配線ＰＷにおいて、第３配線２０１および第４配線２０２と、第３接続口２３１および第４接続口２３２との間には、第２ヒューズ２３４が接続されている。第２ヒューズ２３４は、第２ヒューズ２３４の定格電流値を超える電流が流れた場合に、局所的に発熱して溶断する素子である。この第２ヒューズ２３４によって、第３接続口２３１または第４接続口２３２から第２ＦＣＰＣ２２０および第２ＰＣＵ２４０に過電流が流れることが抑制される。

以上、図２および図３を用いて説明したように、第１ジャンクションボックス１３０と第２ジャンクションボックス２３０とは、同じ電気的構成を備えている。

図４は、第１ジャンクションボックス１３０および第２ジャンクションボックス２３０の正面側の斜視図である。図５は、第１ジャンクションボックス１３０および第２ジャンクションボックス２３０の背面側の斜視図である。図６は、第１ジャンクションボックス１３０および第２ジャンクションボックス２３０の正面図である。

図４，６に示すように、第１ジャンクションボックス１３０の正面側には、第１ケーブル１３が接続される第１接続口１３１と、第２接続口１３２とが設けられている。第１ケーブル１３は、第１接続口１３１に対して着脱可能なコネクタを介して接続される。また、第２ジャンクションボックス２３０の正面側には、第１ケーブル１３が接続される第３接続口２３１と、第２ケーブル１４が接続される第４接続口２３２とが設けられている。第１ケーブル１３は、第３接続口２３１に対して着脱可能なコネクタを介して接続される。第２ケーブル１４は、第４接続口２３２に対して着脱可能なコネクタを介して接続される。

図４，５に示すように、第１ジャンクションボックス１３０の上面からは第１内部配線１３３に電気的に接続された第２配線１０２が延びる。また、第１ジャンクションボックス１３０の背面からは第２内部配線２３３に電気的に接続された第１配線１０１が延びる。第１配線１０１および第２配線１０２は、第１ジャンクションボックス１３０に対して着脱可能なコネクタを介して接続されてもよいし、直接的に接続されてもよい。第２ジャンクションボックス２３０の上面からは第２内部配線２３３に電気的に接続された第４配線２０２が延びる。また、第２ジャンクションボックス２３０の背面からは第２内部配線２３３に電気的に接続された第３配線２０１が延びる。第３配線２０１および第４配線２０２は、第２ジャンクションボックス２３０に対して着脱可能なコネクタを介して接続されてもよいし、直接的に接続されてもよい。

以上、図４～６を用いて説明したように、第１ジャンクションボックス１３０と第２ジャンクションボックス２３０とは、同じ外観形状を有している。

図６には、第１ジャンクションボックス１３０の正面に設けられた第１接続口１３１および第２接続口１３２と、第２ジャンクションボックス２３０の正面に設けられた第３接続口２３１および第４接続口２３２の、それぞれの配置および概略形状が示されている。図６に示すように、第１ジャンクションボックス１３０に備えられた第１接続口１３１および第２接続口１３２は異なる構造である。また、第２ジャンクションボックス２３０に備えられた第３接続口２３１および第４接続口２３２は異なる構造である。

本実施形態において、第１ジャンクションボックス１３０の第１接続口１３１の構造と第２ジャンクションボックス２３０の第３接続口２３１の構造とは同じである。本実施形態において、構造が同じとは、同じ形状および同じ寸法を有することをいう。具体的には、第１接続口１３１と第３接続口２３１とは、横長の楕円状のコネクタ形状を有し、プラス端子とマイナス端子とが水平方向に並んだ構造を有している。また、本実施形態において、第１ジャンクションボックス１３０の第２接続口１３２の構造と第２ジャンクションボックス２３０の第４接続口２３２の構造とは同じである。具体的には、第２接続口１３２と第４接続口２３２とは、矩形状のコネクタ形状を有しており、プラス端子とマイナス端子とが鉛直方向に並んだ構造を有している。なお、これらのコネクタ形状は図６に示した形態に限定されず、種々の形態を採用可能である。

本実施形態では、第１ジャンクションボックス１３０の第２接続口１３２には、何も接続されない。そのため、本実施形態では、図６に示すように、第２接続口１３２には、金属製の蓋部材１３８が取り付けられる。蓋部材１３８は、第２接続口１３２を覆うように取り付けられており、第２接続口１３２を封止している。

以上で説明した本実施形態の燃料電池システム１０によれば、第１燃料電池ユニット１００が接続された第１ジャンクションボックス１３０と第２燃料電池ユニット２００が接続された第２ジャンクションボックス２３０とを、それぞれのジャンクションボックスに設けられた小容量の接続口１３１，２３１を介して接続することによって、第２ジャンクションボックス２３０に設けられた大容量の接続口２３２から外部負荷３００に対して大電流を出力できる。この結果、大容量のジャンクションボックスを別に用意する必要がないので、燃料電池システム１０の製造コストを低減でき、更に、燃料電池システム１０が大型化することを抑制できる。しかも、第１ジャンクションボックス１３０に備えられた接続口の構造と第２ジャンクションボックス２３０に備えられた接続口の構造が同じであるため、これらのジャンクションボックスで部品を共通化することができ、燃料電池システム１０の製造コストを効果的に低減できる。しかも、本実施形態では、第１ジャンクションボックス１３０と第２ジャンクションボックス２３０とが、接続口の構造だけではなく、同じ電気的構成および同じ外観形状を有している。そのため、第１ジャンクションボックス１３０と第２ジャンクションボックス２３０とを同じジャンクションボックスとすることができるので、燃料電池システム１０の製造コストを更に低減できる。

また、本実施形態では、第１ジャンクションボックス１３０に備えられた第１接続口１３１の構造と第２接続口１３２の構造とが異なっており、更に、第２ジャンクションボックス２３０に備えられた第３接続口２３１の構造と第４接続口２３２の構造とが異なっている。そのため、異なる許容電流値を有する接続口へのケーブルの差し違えを抑制できる。具体的には、第１許容電流値を有する第１ジャンクションボックス１３０の第１接続口１３１に対して接続される第１ケーブル１３を、第１許容電流値よりも大きな第２許容電流値を有する第２接続口１３２に差し違えることを抑制できる。また、外部負荷３００に対して最大で第２許容電流値の電流を流すための第２ケーブル１４を、第２許容電流値よりも小さな第１許容電流値を有する第２ジャンクションボックス２３０の第３接続口２３１に差し違えることを抑制できる。

また、本実施形態では、ケーブルが接続されない第１ジャンクションボックス１３０の第２接続口１３２が、蓋部材１３８によって封止される。そのため、第２接続口１３２に対して、水などの異物が侵入することを抑制でき、また、異物に高電圧が印加されることを抑制できる。

なお、本実施形態では、第１ジャンクションボックス１３０には第１ヒューズ１３４が備えられ、第２ジャンクションボックス２３０には第２ヒューズ２３４が備えられている。しかし、これらのヒューズは省略することが可能である。この場合、第１ジャンクションボックス１３０のプラス側配線ＰＷにおいて、第１配線１０１および第２配線１０２と、第１接続口１３１および第２接続口１３２とは、直接的に接続される。また、第２ジャンクションボックス２３０のプラス側配線ＰＷにおいて、第３配線２０１および第４配線２０２と、第３接続口２３１および第４接続口２３２とは、直接的に接続される。

Ｂ．第２実施形態：
図７は、第２実施形態における第１ジャンクションボックス１３０ｂおよび第２ジャンクションボックス２３０ｂの内部構成を示す図である。第１ジャンクションボックス１３０ｂの内部構成と第２ジャンクションボックス２３０ｂの内部構成は同じであるため、以下では、第２ジャンクションボックス２３０ｂの内部構成について説明する。

第２ジャンクションボックス２３０ｂは、第１実施形態における第２ジャンクションボックス２３０に対して、第２ヒューズ２３４に代えて第３ヒューズ５１が備えられた構成を有している。本実施形態において、第３ヒューズ５１は、第４接続口２３２の近傍に設けられている。具体的には、第３ヒューズ５１は、第２内部配線２３３において第３接続口２３１と第４接続口２３２とに分岐する配線のうち、第４接続口２３２に分岐するプラス側配線ＰＷに設けられている。

以上で説明したように、第２実施形態では、第２ジャンクションボックス２３０ｂの第４接続口２３２に第３ヒューズ５１が接続されているので、外部負荷３００から過電流が第２ジャンクションボックス２３０ｂを通じて燃料電池システム１０に流れ込むことを抑制できる。

なお、第１ジャンクションボックス１３０ｂの第２接続口１３２には、ケーブルは接続されない。そのため、第１ジャンクションボックス１３０ｂには、第３ヒューズ５１が取り付けられていなくてもよい。

Ｃ．第３実施形態：
図８は、第３実施形態における第１ジャンクションボックス１３０ｃおよび第２ジャンクションボックス２３０ｃの内部構成を示す図である。第１ジャンクションボックス１３０ｃの内部構成と第２ジャンクションボックス２３０ｃの内部構成は同じであるため、以下では、第２ジャンクションボックス２３０ｃの内部構成について説明する。

第２ジャンクションボックス２３０ｃは、第２実施形態における第２ジャンクションボックス２３０ｂに対して、更に、第４ヒューズ５２が加えられた構成を有している。具体的には、第４ヒューズ５２は、第２内部配線２３３において第３接続口２３１と第４接続口２３２とに分岐する配線のうち、第３接続口２３１に分岐するプラス側配線ＰＷに設けられている。つまり、本実施形態では、第２内部配線２３３において第３接続口２３１と第４接続口２３２とに分岐する２つの配線の両方にヒューズが設けられている。第３接続口２３１の許容電流値は、第４接続口２３２の許容電流値よりも小さい。そのため、第４ヒューズ５２の定格電流値は、第３ヒューズ５１の定格電流値以下である。

以上で説明した第３実施形態によれば、第２内部配線２３３において第３接続口２３１と第４接続口２３２とに分岐する２つの配線の両方にヒューズが設けられているので、外部負荷から過電流が第２ジャンクションボックス２３０ｃを通じて燃料電池システム１０に流れ込むことを抑制できると共に、第１燃料電池ユニット１００から過電流が第２燃料電池ユニット２００に流れ込むことを抑制でき、更に、第２燃料電池ユニット２００から第１燃料電池ユニット１００に過電流が流れ込むことを抑制できる。

Ｄ．第４実施形態：
図９は、第４実施形態における第１ジャンクションボックス１３０ｄおよび第２ジャンクションボックス２３０ｄの内部構成を示す図である。第１ジャンクションボックス１３０ｄの内部構成と第２ジャンクションボックス２３０ｄの内部構成は同じであるため、以下では、第２ジャンクションボックス２３０ｄの内部構成について説明する。

第２ジャンクションボックス２３０ｄは、第１実施形態における第２ジャンクションボックス２３０に対して、第２ヒューズ２３４に代えて第５ヒューズ５３と第６ヒューズ５４とが備えられた構成を有している。具体的には、第５ヒューズ５３は、第２ＦＣＰＣ２２０から延びる第３配線２０１と第２内部配線２３３とを接続するプラス側配線ＰＷに設けられ、第６ヒューズ５４は、第２ＰＣＵ２４０から延びる第４配線２０２と第２内部配線２３３とを接続するプラス側配線ＰＷに設けられている。つまり、第２ジャンクションボックス２３０ｄ内において、第２ＦＣＰＣ２２０からの出力が分岐される前の配線と、第２ＰＣＵ２４０に分岐された後の配線にそれぞれヒューズが設けられている。

以上で説明した第４実施形態によれば、第２ジャンクションボックス２３０ｄ内において、第２ＦＣＰＣ２２０からの出力が分岐される前の配線と、第２ＰＣＵ２４０に分岐された後の配線にそれぞれヒューズが設けられているので、外部負荷３００から過電流が第２ジャンクションボックス２３０ｄ内に流れ込んだとしても、その過電流が、第２ＦＣＰＣ２２０と第２ＰＣＵ２４０とにまで流れ込むことを抑制できる。そのため、外部負荷３００からの過電流が、第２燃料電池ユニット２００に流れ込むことを抑制できる。

また、第１ジャンクションボックス１３０ｄにおいては、第２ジャンクションボックス２３０ｄおよび第１ケーブル１３を通じて外部負荷３００からの過電流が第１ジャンクションボックス１３０内に流れ込んだとしても、その過電流が第１ＦＣＰＣ１２０と第１ＰＣＵ１４０とにまで流れ込むことを抑制できる。そのため、外部負荷からの過電流が、第１燃料電池ユニット１００に流れ込むことを抑制できる。

Ｅ．他の実施形態：
（Ｅ－１）上記実施形態では、第１ジャンクションボックス１３０の第１接続口１３１の構造と第２接続口１３２の構造とが異なっており、また、第２ジャンクションボックス２３０の第３接続口２３１の構造と第４接続口２３２の構造とが異なっている。これに対して、第１ジャンクションボックス１３０の第１接続口１３１の構造と第２接続口１３２の構造は同じでもよく、また、第２ジャンクションボックス２３０の第３接続口２３１の構造と第４接続口２３２の構造とは同じでもよい。このような形態であっても、燃料電池システムの製造コストを低減することが可能である。

（Ｅ－２）上記実施形態では、第１ジャンクションボックス１３０の第２接続口１３２は封止されている。これに対して、第２接続口１３２は開放されていてもよい。また、第２接続口１３２は、完全に封止されていなくてもよく、異物が入り込まない程度に蓋部材によって覆われてもよい。

（Ｅ－３）上記実施形態では、プラス側配線ＰＷにヒューズが設けられている。これに対して、マイナス側配線ＭＷにヒューズが設けられていてもよい。また、プラス側配線ＰＷとマイナス側配線ＭＷの両方にヒューズが設けられてもよい。

（Ｅ－４）上記実施形態において、第１ジャンクションボックス１３０に備えられる第１内部配線１３３と、第２ジャンクションボックス２３０に備えられる第２内部配線２３３とは、許容電流値が異なっていてもよい。例えば、第２ジャンクションボックス２３０には、第１燃料電池ユニット１００と第２燃料電池ユニット２００の両方が接続されるため、第２内部配線２３３の許容電流値は、第１内部配線１３３の許容電流値よりも大きくてもよい。許容電流値は、内部配線を構成するバスバーの板厚と板幅の少なくとも一方を変更することで調整可能である。プレス加工によってバスバーを製造する場合、板厚を変更するよりも板幅を変更する方が、材料自体の変更を要しないため好ましい。

（Ｅ－５）上記実施形態では、第１ジャンクションボックス１３０および第２ジャンクションボックス２３０に、それぞれ４組の配線ないしケーブルが接続可能である。これに対して、第１ジャンクションボックス１３０および第２ジャンクションボックス２３０には、より多くの配線ないしケーブルを接続するためのコネクタが設けられていてもよい。

（Ｅ－６）上記実施形態において、第１燃料電池ユニット１００および第２燃料電池ユニット２００は、それぞれ、燃料電池スタックと、ＦＣＰＣと、ＰＣＵと、燃料電池補機とを備えている。しかし、第１燃料電池ユニット１００および第２燃料電池ユニット２００は、少なくとも燃料電池スタックを備えていればよく、ＦＣＰＣ、ＰＣＵ、燃料電池補機の一部または全部を備えていなくてもよい。また、第１燃料電池ユニット１００および第２燃料電池ユニット２００は、燃料電池スタック、ＦＣＰＣ、ＰＣＵ、燃料電池補機以外にも、二次電池や高圧水素タンクを備えていてもよい。

Ｆ．参考例：
図１０は、参考例としての燃料電池システム１０ｆの概略構成を示す図である。燃料電池システム１０ｆは、第１実施形態に示した燃料電池システム１０から、第２燃料電池ユニット２００と第２ジャンクションボックス２３０を省略した構成となっている。そして、燃料電池システム１０ｆでは、第１ジャンクションボックス１３０の第１接続口１３１に対して、外部負荷３００が接続されている。この参考例に示すように、第１ジャンクションボックス１３０ないし第２ジャンクションボックス２３０は、小容量出力用の第１接続口１３１と、大容量出力用の第２接続口１３２とを兼ね備えているので、上述した各実施形態のように、２つの燃料電池ユニットを備える燃料電池システムに限らず、１つの燃料電池ユニットを備える燃料電池システム１０ｆに対しても、そのまま用いることが可能である。なお、図１０に示した参考例では、外部負荷３００は、第１接続口１３１に接続されているが、外部負荷３００は、第２接続口１３２に接続されてもよい。

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１０…燃料電池システム、１３…第１ケーブル、１４…第２ケーブル、５１…第３ヒューズ、５２…第４ヒューズ、５３…第５ヒューズ、５４…第６ヒューズ、１００…第１燃料電池ユニット、１０１…第１配線、１０２…第２配線、１１０…第１燃料電池スタック、１２０…第１ＦＣＰＣ、１３０…第１ジャンクションボックス、１３１…第１接続口、１３２…第２接続口、１３３…第１内部配線、１３４…第１ヒューズ、１３８…蓋部材、１４０…第１ＰＣＵ、１４２…第１エアコンプレッサ用インバータ、１４４…第１ＤＣ／ＤＣコンバータ、１５０…第１エアコンプレッサ、１６０…第１水素ポンプ用インバータ、１７０…第１水素ポンプ、１８０…第１ウォータポンプ用インバータ、１９０…第１ウォータポンプ、２００…第２燃料電池ユニット、２０１…第３配線、２０２…第４配線、２１０…第２燃料電池スタック、２２０…第２ＦＣＰＣ、２３０…第２ジャンクションボックス、２３１…第３接続口、２３２…第４接続口、２３３…第２内部配線、２３４…第２ヒューズ、２４０…第２ＰＣＵ、２４２…第２エアコンプレッサ用インバータ、２４４…第２ＤＣ／ＤＣコンバータ、２５０…第２エアコンプレッサ、２６０…第２水素ポンプ用インバータ、２７０…第２水素ポンプ、２８０…第２ウォータポンプ用インバータ、２９０…第２ウォータポンプ、３００…外部負荷

Claims (4)

1. 燃料電池システムであって、
   第１燃料電池スタックを含む第１燃料電池ユニットと、
   第２燃料電池スタックを含む第２燃料電池ユニットと、
   前記第１燃料電池ユニットに電気的に接続される第１内部配線を有する第１ジャンクションボックスと、
   前記第２燃料電池ユニットに電気的に接続される第２内部配線を有する第２ジャンクションボックスと、
   を備え、
   前記第１ジャンクションボックスは、第１許容電流値を有する第１接続口と、前記第１許容電流値よりも大きい第２許容電流値を有する第２接続口とを有し、前記第１接続口および前記第２接続口は、前記第１内部配線に電気的に接続され、
   前記第２ジャンクションボックスは、前記第１許容電流値を有する第３接続口と、前記第２許容電流値を有する第４接続口とを有し、前記第３接続口および前記第４接続口は、前記第２内部配線に電気的に接続され、
   前記第１ジャンクションボックスと前記第２ジャンクションボックスとは、前記第１接続口と前記第３接続口とを介して電気的に接続されており、
   前記第２ジャンクションボックスは、前記第４接続口を介して外部負荷に電気的に接続され、
   前記第１接続口の構造と、前記第３接続口の構造とは同じであり、
   前記第２接続口の構造と、前記第４接続口の構造とは同じである、
   燃料電池システム。
2. 請求項１に記載の燃料電池システムであって、
   前記第１接続口の構造と、前記第２接続口の構造とは異なり、
   前記第３接続口の構造と、前記第４接続口の構造とは異なる、
   燃料電池システム。
3. 請求項１または請求項２に記載の燃料電池システムであって、
   前記第２接続口が封止されている、燃料電池システム。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の燃料電池システムであって、
   前記第２ジャンクションボックスは、前記第４接続口と前記第２燃料電池ユニットとに電気的に接続されるヒューズを備える、燃料電池システム。

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