JP6136572B2 - Fuel cell stack - Google Patents
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Description
本発明は、燃料電池スタックに関する。 The present invention relates to a fuel cell stack.
近年、環境負荷の少ない電源として燃料電池スタックが注目されている。燃料電池スタックは、たとえば供給された水素ガスおよび酸素ガスで化学反応を起こし、発生した化学エネルギーを電気エネルギーに変換する。燃料電池スタックは、化学反応により生成される物質が原理的に水であることから、地球環境への悪影響がほとんど無い。 In recent years, fuel cell stacks have attracted attention as a power source with a low environmental load. The fuel cell stack causes a chemical reaction with, for example, supplied hydrogen gas and oxygen gas, and converts the generated chemical energy into electrical energy. In the fuel cell stack, since the substance produced by the chemical reaction is water in principle, there is almost no adverse effect on the global environment.
ところで、燃料電池スタックの燃料電池セルで発電された電力は、たとえば、燃料電池セルが積層された積層体の端部に配設された集電板を介し、コネクターに相当する電流ケーブル端子から外部に供給される(特許文献1を参照)。 By the way, the electric power generated by the fuel cells of the fuel cell stack is supplied from the current cable terminal corresponding to the connector to the outside via, for example, a current collecting plate disposed at the end of the stacked body in which the fuel cells are stacked. (Refer to Patent Document 1).
上記特許文献1の構成では、コネクターに相当する電流ケーブル端子は、締付板に隣接して配設されているものの、十分に固定されているものではない。このような構成では、集電板に電気的に接続されているコネクターが、容易に取り外されてしまう虞がある。 In the configuration of Patent Document 1, the current cable terminal corresponding to the connector is disposed adjacent to the fastening plate, but is not sufficiently fixed. In such a configuration, there is a risk that the connector electrically connected to the current collector plate is easily removed.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、集電板に電気的に接続されているコネクターが容易に取り外されることを防止できる燃料電池スタックの提供を目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a fuel cell stack that can prevent a connector electrically connected to a current collector plate from being easily removed.
上記目的を達成する本発明に係る燃料電池スタックは、積層体、集電板、エンドプレート、固定部材、コネクター部、および挿通部を有している。積層体は、アノードとカソードとを電解質膜の両側に接合した膜電極接合体が一対のセパレータによって挟持された燃料電池セルを複数積層して構成している。集電板は、燃料電池セルを積層する積層方向における積層体の少なくとも一方の端部に配置される。エンドプレートは、集電板よりも積層方向の外側に配置される。固定部材は、積層体とエンドプレートとを積層方向に固定する。コネクター部は、集電板に電気的に接続される端子を備える。挿通部は、エンドプレートに設けられ、集電板とエンドプレートとの間に配置したコネクター部の端子を備えるハウジング部を外部に臨ませる。コネクター部は、端子を備えるハウジング部と、積層方向から見た平面視においてハウジング部よりも外方に拡がるフランジ部とを含んでいる。本発明に係る燃料電池スタックは、挿通部が、コネクター部におけるハウジング部を通す大きさであり、かつ、フランジ部の少なくとも一部を隠す大きさである開口部から構成されている。ここで、エンドプレートは、コネクター部におけるベース部の少なくとも一部に当接し、固定部材によって積層体とエンドプレートとを固定することによって、コネクター部が集電板とエンドプレートとの間で拘束され、コネクター部におけるベース部のうち、エンドプレートによって隠される部位に、コネクター部を集電板に対して締結する締結部材が配置されている、ことに特徴を有している。 The fuel cell stack according to the present invention that achieves the above object includes a laminate, a current collector plate, an end plate, a fixing member, a connector portion, and an insertion portion. The laminated body is formed by laminating a plurality of fuel battery cells in which a membrane electrode assembly in which an anode and a cathode are joined to both sides of an electrolyte membrane is sandwiched between a pair of separators. The current collector plate is disposed at at least one end of the stacked body in the stacking direction in which the fuel cells are stacked. The end plate is disposed outside the current collector plate in the stacking direction. The fixing member fixes the stacked body and the end plate in the stacking direction. The connector part includes a terminal electrically connected to the current collector plate. The insertion portion is provided on the end plate, and exposes a housing portion having a connector terminal disposed between the current collector plate and the end plate to the outside . Connector portion includes a flange portion extending outward beyond the housing portion and a housing portion having a terminal, in a plan view as viewed from the laminating direction. The fuel cell stack according to the present invention, the insertion portion is sized through a housing portion of the connector portion, and that contains the openings is sized to conceal at least a portion of the flange portion. Here, the end plate abuts at least a part of the base portion of the connector portion, and the connector portion is restrained between the current collector plate and the end plate by fixing the laminate and the end plate by the fixing member. In the base portion of the connector portion, a fastening member for fastening the connector portion to the current collector plate is disposed at a portion hidden by the end plate.
上記のように構成した本発明の燃料電池スタックでは、コネクター部が、端子を備えるハウジング部と、積層方向から見た平面視においてハウジング部よりも外方に拡がるフランジ部とを含んでいる。さらに、エンドプレートの挿通部が、コネクター部におけるハウジング部を通す大きさであり、かつ、フランジ部の少なくとも一部を隠す大きさである開口部から構成されている。したがって、本発明の燃料電池スタックによれば、コネクター部は、エンドプレートを除去しない限り、エンドプレートの挿通部が干渉して取り外すことができない。すなわち、集電板に電気的に接続されているコネクター部が容易に取り外されることを防止できる。 In the fuel cell stack of the present invention configured as described above, the connector portion includes a housing portion including terminals and a flange portion that extends outward from the housing portion in a plan view as viewed from the stacking direction. Further, the insertion portion of the end plate is formed of an opening having a size that allows the housing portion of the connector portion to pass therethrough and that has a size that hides at least a part of the flange portion. Therefore, according to the fuel cell stack of the present invention, unless the end plate is removed, the connector portion cannot be removed due to interference with the insertion portion of the end plate. That is, it is possible to prevent the connector portion that is electrically connected to the current collector plate from being easily removed.
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面における各部材の大きさや比率は、説明の都合上誇張され実際の大きさや比率とは異なる場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. The size and ratio of each member in the drawings are exaggerated for convenience of explanation and may be different from the actual size and ratio.
まず、燃料電池スタック1の構成について、図1〜図4を参照しながら説明する。 First, the configuration of the fuel cell stack 1 will be described with reference to FIGS.
図1は、燃料電池スタック1を示す斜視図である。図2は、燃料電池スタック1を、燃料電池セル10を複数積層した積層体2と筺体30と電力取出部40に分離し、かつ筺体30の一部を構成部材毎に分解して示す斜視図である。図3は、燃料電池スタック1の燃料電池セル10を構成部材毎に分解して示す斜視図である。図4は、燃料電池スタック1を、燃料電池セル10を複数積層した積層体2と筺体30の一部と電力取出部40に分離し、かつ筺体30の一部および電力取出部40を構成部材毎に分解して示す斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view showing a fuel cell stack 1. FIG. 2 is a perspective view showing the fuel cell stack 1 separated into a stacked body 2 in which a plurality of fuel cells 10 are stacked, a housing 30 and a power extraction unit 40, and a part of the housing 30 is exploded for each constituent member. It is. FIG. 3 is an exploded perspective view showing the fuel cells 10 of the fuel cell stack 1 for each constituent member. FIG. 4 shows that the fuel cell stack 1 is separated into a laminate 2 in which a plurality of fuel cells 10 are stacked, a part of the casing 30 and the power extraction part 40, and a part of the casing 30 and the power extraction part 40 are components. It is a perspective view exploded and shown for every.
本実施形態に係る燃料電池スタック1は、燃料電池セル10を複数積層した積層体2、隣り合う燃料電池セル10を封止する封止部材20、各構成部材を保持する筺体30、および燃料電池セル10から外部に電力を取り出す電力取出部40を備えている。以下、燃料電池スタック1に備えられた、燃料電池セル10を複数積層した積層体2、封止部材20、筺体30、および電力取出部40の構成について、順に説明する。 The fuel cell stack 1 according to this embodiment includes a stacked body 2 in which a plurality of fuel cells 10 are stacked, a sealing member 20 that seals adjacent fuel cells 10, a housing 30 that holds each component, and a fuel cell. A power extraction unit 40 that extracts power from the cell 10 to the outside is provided. Hereinafter, the configuration of the stacked body 2, the sealing member 20, the housing 30, and the power extraction unit 40 provided in the fuel cell stack 1 in which a plurality of fuel cells 10 are stacked will be described in order.
積層体2は、燃料電池セル10を複数積層して構成している。燃料電池セル10は、電力を生成する。燃料電池セル10は、図3に示すように、アノード11bとカソード11cとを電解質膜11aの両側に接合した膜電極接合体11を一対のセパレータ(第1セパレータ13および第2セパレータ14)で挟持して構成している。燃料電池セル10は、膜電極接合体11、枠体12、第1セパレータ13、および第2セパレータ14を有している。以下、燃料電池セル10を構成する各部材について説明する。 The stacked body 2 is configured by stacking a plurality of fuel cells 10. The fuel cell 10 generates electric power. As shown in FIG. 3, the fuel cell 10 sandwiches a membrane electrode assembly 11 in which an anode 11b and a cathode 11c are joined to both sides of an electrolyte membrane 11a with a pair of separators (first separator 13 and second separator 14). Configured. The fuel cell 10 includes a membrane electrode assembly 11, a frame body 12, a first separator 13, and a second separator 14. Hereinafter, each member which comprises the fuel cell 10 is demonstrated.
膜電極接合体11は、図3に示すように、アノード11bとカソード11cを電解質膜11aに対向するように接合して形成している。電解質膜11aは、たとえば、固体の高分子材料からなり、薄板状に形成している。固体高分子材料には、たとえば、水素イオンを伝導し、湿潤状態で良好な電気伝導性を有するフッ素系樹脂を用いる。アノード11bは、電極触媒層、撥水層、およびガス拡散層を積層して構成し、電解質膜11aよりも若干小さい薄板状に形成している。カソード11cは、電極触媒層、撥水層、およびガス拡散層を積層して構成し、アノード11bと同様の大きさで薄板状に形成している。カソード11cおよびアノード11bの電極触媒層は、導電性の担体に触媒成分が担持された電極触媒と高分子電解質を含んでいる。カソード11cおよびアノード11bのガス拡散層は、たとえば、充分なガス拡散性および導電性を有する炭素繊維からなる糸で織成したカーボンクロス、カーボンペーパ、またはカーボンフェルトから形成している。上述した膜電極接合体11は、一般的にMEA(membrane electrode assembly)と称されている。 As shown in FIG. 3, the membrane electrode assembly 11 is formed by joining an anode 11b and a cathode 11c so as to face the electrolyte membrane 11a. The electrolyte membrane 11a is made of, for example, a solid polymer material and is formed in a thin plate shape. As the solid polymer material, for example, a fluorine resin that conducts hydrogen ions and has good electrical conductivity in a wet state is used. The anode 11b is formed by laminating an electrode catalyst layer, a water repellent layer, and a gas diffusion layer, and is formed in a thin plate shape slightly smaller than the electrolyte membrane 11a. The cathode 11c is formed by laminating an electrode catalyst layer, a water repellent layer, and a gas diffusion layer, and is formed in a thin plate shape with the same size as the anode 11b. The electrode catalyst layers of the cathode 11c and the anode 11b include an electrode catalyst in which a catalyst component is supported on a conductive carrier and a polymer electrolyte. The gas diffusion layers of the cathode 11c and the anode 11b are made of, for example, carbon cloth, carbon paper, or carbon felt woven with yarns made of carbon fibers having sufficient gas diffusibility and conductivity. The membrane electrode assembly 11 described above is generally referred to as MEA (membrane electrode assembly).
枠体12は、図3に示すように、膜電極接合体11の外周を保持している。枠体12は、たとえば、電気絶縁性を有する樹脂からなり、内部に開口した保持部12gで膜電極接合体11の外周を保持した状態で、長方形の板状に一体成形している。枠体12は、その長手方向の一端に、カソードガス供給口12a、冷却流体供給口12b、およびアノードガス供給口12cを、それぞれ貫通孔で形成している。枠体12は、長手方向の他端に、アノードガス排出口12d、冷却流体排出口12e、およびカソードガス排出口12fを、それぞれ貫通孔で形成している。 As shown in FIG. 3, the frame body 12 holds the outer periphery of the membrane electrode assembly 11. The frame body 12 is made of, for example, an electrically insulating resin, and is integrally formed in a rectangular plate shape with the outer periphery of the membrane electrode assembly 11 held by a holding portion 12g opened inside. The frame 12 has a cathode gas supply port 12a, a cooling fluid supply port 12b, and an anode gas supply port 12c formed as through-holes at one end in the longitudinal direction. The frame 12 has an anode gas discharge port 12d, a cooling fluid discharge port 12e, and a cathode gas discharge port 12f formed as through holes at the other end in the longitudinal direction.
第1セパレータ13は、図3に示すように、膜電極接合体11を保持した枠体12の一面側に接合している。第1セパレータ13は、導電性材料を有する金属からなり、アノード11bよりも大きい薄板状に形成している。第1セパレータ13は、流路をなすように凹状と凸状を段違いに複数設けて形成している。すなわち、第1セパレータ13は、複数の凹凸状の形状が一定の間隔で並ぶようにプレス成形により形成している。第1セパレータ13は、膜電極接合体11のアノード11b側に設けているが、カソード11c側に設けてもよい。第1セパレータ13に係る複数の凹凸状の形状のうち、アノード11bと接触する側の領域が、そのアノード11bにアノードガスを供給するためのアノードガス流路に相当する。第1セパレータ13に係る複数の凹凸状の形状のうち、アノード11bと接触しない側の領域が、燃料電池スタック1を冷却するための冷却水を流す冷却水流路に相当する。 As shown in FIG. 3, the first separator 13 is joined to one surface side of the frame body 12 that holds the membrane electrode assembly 11. The 1st separator 13 consists of a metal which has an electroconductive material, and is formed in the thin plate shape larger than the anode 11b. The first separator 13 is formed by providing a plurality of concave and convex shapes so as to form a flow path. That is, the first separator 13 is formed by press molding so that a plurality of concave and convex shapes are arranged at regular intervals. The first separator 13 is provided on the anode 11b side of the membrane electrode assembly 11, but may be provided on the cathode 11c side. Of the plurality of concave and convex shapes related to the first separator 13, the region in contact with the anode 11b corresponds to an anode gas flow path for supplying anode gas to the anode 11b. Of the plurality of concavo-convex shapes of the first separator 13, the region not in contact with the anode 11 b corresponds to a cooling water flow path through which cooling water for cooling the fuel cell stack 1 flows.
第2セパレータ14は、図3に示すように、枠体12の一面に対向した他面側に接合し、膜電極接合体11の外側に向かう方向に突出した端子部14cを備えている。端子部14cは、図示せぬ電圧測定コネクターを差し込み、膜電極接合体11の燃料電池セル10で生成された電力の電圧を測定するためのものである。第2セパレータ14は、第1セパレータ13と同様に、導電性材料を有する金属からなり、カソード11cよりも大きい薄板状に形成している。第2セパレータ14は、第1セパレータ13と同様に、流路をなすように凹状と凸状を段違いに複数設けて形成している。すなわち、第2セパレータ14は、複数の凹凸状の形状が一定の間隔で並ぶようにプレス成形により形成している。第2セパレータ14は、膜電極接合体11のカソード11c側に設けているが、アノード11b側に設けてもよい。 As shown in FIG. 3, the second separator 14 includes a terminal portion 14 c that is bonded to the other surface facing one surface of the frame body 12 and protrudes in a direction toward the outside of the membrane electrode assembly 11. The terminal portion 14 c is for inserting a voltage measurement connector (not shown) and measuring the voltage of the electric power generated in the fuel cell 10 of the membrane electrode assembly 11. Similar to the first separator 13, the second separator 14 is made of a metal having a conductive material, and is formed in a thin plate shape larger than the cathode 11c. Similar to the first separator 13, the second separator 14 is formed by providing a plurality of concave and convex shapes so as to form a flow path. In other words, the second separator 14 is formed by press molding so that a plurality of uneven shapes are arranged at regular intervals. The second separator 14 is provided on the cathode 11c side of the membrane electrode assembly 11, but may be provided on the anode 11b side.
封止部材20は、図2に示すように、隣り合う燃料電池セル10の枠体12の外周を封止する。封止部材20は、たとえば、熱硬化性樹脂からなり、枠体12の外周に対して環状に設ける。したがって、封止部材20は、複数の燃料電池セル10を密着した状態で一体に接合する。封止部材20を熱硬化性樹脂で形成する場合には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル等を用いる。封止部材20は、熱硬化性の接着剤として構成してもよい。 As shown in FIG. 2, the sealing member 20 seals the outer periphery of the frame body 12 of the adjacent fuel cell 10. The sealing member 20 is made of, for example, a thermosetting resin, and is provided in an annular shape with respect to the outer periphery of the frame body 12. Therefore, the sealing member 20 is integrally joined with the plurality of fuel cells 10 in close contact with each other. When the sealing member 20 is formed of a thermosetting resin, phenol resin, epoxy resin, unsaturated polyester, or the like is used. The sealing member 20 may be configured as a thermosetting adhesive.
筺体30は、図2および図4に示すように、燃料電池セル10を複数積層して構成した積層体2を保持する。筺体30は、一対の絶縁板31および33、一対の金属板32および34、上板35、下板36、および一対の側板37および38を有している。以下、筺体30を構成する各部材について説明する。 As shown in FIGS. 2 and 4, the housing 30 holds the stacked body 2 configured by stacking a plurality of fuel cells 10. The housing 30 includes a pair of insulating plates 31 and 33, a pair of metal plates 32 and 34, an upper plate 35, a lower plate 36, and a pair of side plates 37 and 38. Hereinafter, each member which comprises the housing 30 is demonstrated.
一対の絶縁板31および33は、図2および図4に示すように、後述する電力取出部40の集電板41よりも積層方向の外側に配置されるエンドプレートに相当する。一対の絶縁板31および33は、電力取出部40の集電板41を絶縁する。一対の絶縁板31および33は、たとえば絶縁性の樹脂からなり、燃料電池セル10の外形形状に対応した形状に形成している。たとえば絶縁板31は、図4に示すように、その中央から水平方向に偏心した位置に設けた凹状の挿通部31gに、後述する電力取出部40の電力取出コネクター42の一部を収納する。絶縁板31は、その中央から水平方向に偏心した位置の端部に設けた切欠部31hから、電力取出コネクター42の端子42aを外部に臨ませる。一対の絶縁板31および33は、集電板41と電力取出コネクター42との間に配置される電気絶縁性の第1のプレートに相当する。 As shown in FIGS. 2 and 4, the pair of insulating plates 31 and 33 correspond to end plates that are disposed on the outer side in the stacking direction with respect to the current collecting plate 41 of the power extraction unit 40 described later. The pair of insulating plates 31 and 33 insulate the current collecting plate 41 of the power extraction unit 40. The pair of insulating plates 31 and 33 are made of, for example, an insulating resin, and have a shape corresponding to the outer shape of the fuel cell 10. For example, as shown in FIG. 4, the insulating plate 31 houses a part of a power extraction connector 42 of the power extraction unit 40 described later in a concave insertion portion 31 g provided at a position eccentric from the center in the horizontal direction. The insulating plate 31 exposes the terminal 42a of the power extraction connector 42 to the outside from a notch 31h provided at an end portion that is eccentric from the center in the horizontal direction. The pair of insulating plates 31 and 33 correspond to an electrically insulating first plate disposed between the current collecting plate 41 and the power extraction connector 42.
一対の絶縁板31および33は、長方形からなる板状に形成し、その長手方向の一端に、カソードガス供給口31aおよび33a、冷却流体供給口31bおよび33b、およびアノードガス供給口31cおよび33cを、それぞれ貫通孔で形成している。一対の絶縁板31および33は、長手方向の他端に、アノードガス排出口31dおよび33d、冷却流体排出口31eおよび33e、およびカソードガス排出口31fおよび33fを、それぞれ貫通孔で形成している。図3に示すように、複数の燃料電池セル10が積層され、その両端には、電力取出部40の集電板41がそれぞれ接合されている。この状態で、一方の集電板41に絶縁板31を接合し、他方の集電板41に絶縁板33を接合する。すなわち、一対の絶縁板31および33は、一対の集電板41を両側から付勢した状態で担持している。 The pair of insulating plates 31 and 33 are formed in a rectangular plate shape, and cathode gas supply ports 31a and 33a, cooling fluid supply ports 31b and 33b, and anode gas supply ports 31c and 33c are formed at one end in the longitudinal direction. , Each of which is formed by a through hole. In the pair of insulating plates 31 and 33, anode gas discharge ports 31d and 33d, cooling fluid discharge ports 31e and 33e, and cathode gas discharge ports 31f and 33f are formed as through holes at the other end in the longitudinal direction. . As shown in FIG. 3, a plurality of fuel cells 10 are stacked, and current collectors 41 of a power extraction unit 40 are joined to both ends thereof. In this state, the insulating plate 31 is joined to one current collecting plate 41, and the insulating plate 33 is joined to the other current collecting plate 41. That is, the pair of insulating plates 31 and 33 carry the pair of current collecting plates 41 in a state of being biased from both sides.
一対の金属板32および34は、図2および図4に示すように、後述する電力取出部40の集電板41よりも積層方向の外側に配置されるエンドプレートに相当する。金属板32および34に替えて、絶縁材からなる絶縁板を設けてもよい。一対の金属板32および34は、一対の絶縁板31および33を両側から担持する。一対の金属板32および34は、たとえば、金属からなり、絶縁板31および33の形状に対応した外形形状に、それぞれ形成している。たとえば、金属板32は、図4に示すように、その中央から水平方向に偏心した位置に設けた凹状の挿通部32gに、後述する電力取出部40の電力取出コネクター42を挿通する。金属板32は、その中央から水平方向に偏心した位置の端部に設けた切欠部32hから、電力取出コネクター42の端子42aを外部に臨ませる。金属板32の挿通部32gは、電力取出コネクター42の後述するハウジング部42bを通す大きさであり、かつ、電力取出コネクター42の後述するフランジ部42cの少なくとも一部を通さない大きさの開口から構成している。一対の金属板32および34は、挿通部が設けられた第2のプレートに相当する。 As shown in FIGS. 2 and 4, the pair of metal plates 32 and 34 correspond to end plates that are disposed on the outer side in the stacking direction with respect to the current collecting plate 41 of the power extraction unit 40 described later. Instead of the metal plates 32 and 34, an insulating plate made of an insulating material may be provided. The pair of metal plates 32 and 34 carry the pair of insulating plates 31 and 33 from both sides. The pair of metal plates 32 and 34 are made of metal, for example, and are formed in outer shapes corresponding to the shapes of the insulating plates 31 and 33, respectively. For example, as shown in FIG. 4, the metal plate 32 inserts a power extraction connector 42 of a power extraction portion 40 described later into a concave insertion portion 32 g provided at a position eccentric from the center in the horizontal direction. The metal plate 32 exposes the terminal 42a of the power extraction connector 42 to the outside from a notch 32h provided at an end portion that is eccentric from the center in the horizontal direction. The insertion portion 32g of the metal plate 32 is sized to pass a housing portion 42b (to be described later) of the power take-out connector 42 and from an opening having a size not to pass at least a part of a flange portion 42c (to be described later) of the power take-out connector 42. It is composed. The pair of metal plates 32 and 34 correspond to a second plate provided with an insertion portion.
一対の金属板32および34は、長方形からなる板状で形成し、その長手方向の一端に、カソードガス供給口32aおよび34a、冷却流体供給口32bおよび34b、およびアノードガス供給口32cおよび34cを、それぞれ貫通孔で形成している。金属板32および34は、長手方向の他端に、アノードガス排出口32dおよび34d、冷却流体排出口32eおよび34e、およびカソードガス排出口32fおよび34fを、それぞれ貫通孔で形成している。 The pair of metal plates 32 and 34 are formed in a rectangular plate shape, and cathode gas supply ports 32a and 34a, cooling fluid supply ports 32b and 34b, and anode gas supply ports 32c and 34c are formed at one end in the longitudinal direction. , Each of which is formed by a through hole. The metal plates 32 and 34 have anode gas discharge ports 32d and 34d, cooling fluid discharge ports 32e and 34e, and cathode gas discharge ports 32f and 34f formed as through holes at the other end in the longitudinal direction.
上板35および下板36は、図2および図4に示すように、積層体2とエンドプレート(たとえば、一対の金属板32および34)とを積層方向に固定する固定部材に相当する。具体的には、上板35および下板36は、複数積層された燃料電池セル10の外周を上下方向から付勢した状態で担持する。上板35は、たとえば、金属からなり、板状に形成している。上板35は、長方形状の開口部35aを備えている。上板35の開口部35aは、複数の燃料電池セル10が積層された状態で、その燃料電池セル10の枠体12から突出して備えられた第2セパレータの端子部14cを挿入する。筺体30の下板36は、たとえば、金属からなり、板状に形成している。上板35および下板36、開口部35aの有無を除き、対面同一の形状である。 As shown in FIGS. 2 and 4, the upper plate 35 and the lower plate 36 correspond to fixing members that fix the stacked body 2 and the end plates (for example, the pair of metal plates 32 and 34) in the stacking direction. Specifically, the upper plate 35 and the lower plate 36 carry the outer periphery of the plurality of stacked fuel battery cells 10 in a state in which the outer periphery is urged from above and below. The upper plate 35 is made of, for example, metal and is formed in a plate shape. The upper plate 35 includes a rectangular opening 35a. The opening 35a of the upper plate 35 is inserted with the terminal portion 14c of the second separator provided so as to protrude from the frame 12 of the fuel cell 10 in a state where the plurality of fuel cells 10 are stacked. The lower plate 36 of the housing 30 is made of metal, for example, and is formed in a plate shape. Except for the presence or absence of the upper plate 35, the lower plate 36, and the opening 35a, they have the same shape facing each other.
一対の側板37および38は、図2に示すように、積層体2とエンドプレート(たとえば、一対の金属板32および34)とを積層方向に固定する固定部材に相当する。具体的には、一対の側板37および38は、複数積層された燃料電池セル10の外周を左右方向から付勢した状態で担持している。一対の側板37および38は、たとえば、金属からなり、板状に形成している。一対の側板37および38は、対面同一の形状である。上述した一対の金属板32および34、上板35、下板36、および一対の側板37および38は、図示せぬボルト等により、一体に締結している。 As shown in FIG. 2, the pair of side plates 37 and 38 correspond to a fixing member that fixes the stacked body 2 and the end plates (for example, the pair of metal plates 32 and 34) in the stacking direction. Specifically, the pair of side plates 37 and 38 carry the outer periphery of the plurality of stacked fuel cells 10 in a state of being biased from the left-right direction. The pair of side plates 37 and 38 are made of metal, for example, and are formed in a plate shape. The pair of side plates 37 and 38 have the same shape facing each other. The pair of metal plates 32 and 34, the upper plate 35, the lower plate 36, and the pair of side plates 37 and 38 are fastened together by bolts or the like (not shown).
電力取出部40は、図2および図4に示すように、複数積層された燃料電池セル10から外部に電力を取り出す。電力取出部40は、図3に示すように、集電板41および一対の電力取出コネクター42および43を有している。以下、電力取出部40を構成する各部材について説明する。 As shown in FIGS. 2 and 4, the power extraction unit 40 extracts power from the plurality of stacked fuel cells 10 to the outside. As shown in FIG. 3, the power extraction unit 40 includes a current collector plate 41 and a pair of power extraction connectors 42 and 43. Hereinafter, each member which comprises the electric power extraction part 40 is demonstrated.
集電板41は、燃料電池セル10を積層する積層方向における積層体2の少なくとも一方の端部に配置する。集電板41は、たとえば、緻密質カーボンのようなガスを透過させない導電性部材からなり、アノード11bおよびカソード11cよりも若干小さい薄板状に形成し中央に突起を設けている。電力取出部40の電力取出コネクター42および43は、一対の集電板41に電気的に接続される端子を備えるコネクター部に相当する。 The current collecting plate 41 is disposed at at least one end of the stacked body 2 in the stacking direction in which the fuel cells 10 are stacked. The current collecting plate 41 is made of, for example, a conductive member that does not allow gas to pass through, such as dense carbon, is formed in a thin plate shape slightly smaller than the anode 11b and the cathode 11c, and has a protrusion at the center. The power extraction connectors 42 and 43 of the power extraction unit 40 correspond to a connector unit including terminals that are electrically connected to the pair of current collector plates 41.
電力取出コネクター42および43は、たとえば一対の集電板41で集電された電力を燃料電池スタック1の外部に取り出す。電力取出コネクター42は、図4に示すように、多角形状からなるベース部42dにおいて、端子42aを備えるハウジング部42bと、積層方向から見た平面視においてハウジング部42bよりも外方に拡がるフランジ部42cとを含んでいる。また、電力取出コネクター42は、集電板41に設けられた突起を挿入するための図示せぬ窪みを設けている。 The power take-out connectors 42 and 43 take, for example, the power collected by the pair of current collecting plates 41 to the outside of the fuel cell stack 1. As shown in FIG. 4, the power take-out connector 42 includes a housing portion 42 b having terminals 42 a in a polygonal base portion 42 d, and a flange portion that extends outward from the housing portion 42 b in a plan view as viewed from the stacking direction. 42c. In addition, the power extraction connector 42 is provided with a recess (not shown) for inserting a protrusion provided on the current collector plate 41.
上述した本実施形態の燃料電池スタック1によれば、以下の作用効果を奏する。 According to the fuel cell stack 1 of the present embodiment described above, the following operational effects are obtained.
燃料電池スタック1では、電力取出コネクター42は、端子42aを備えるハウジング部42bと、積層方向から見た平面視においてハウジング部42bよりも外方に拡がるフランジ部42cとを含んでいる。本発明に係る燃料電池スタック1は、エンドプレート(たとえば金属板32)の挿通部32gが、電力取出コネクター42におけるハウジング部42bを通す大きさであり、かつ、フランジ部42c部の少なくとも一部を隠す大きさである開口部から構成されていることに特徴を有している。この開口部は、矩形状からなる窓形状に加えて、コの字状等の切欠形状を含む。 In the fuel cell stack 1, the power extraction connector 42 includes a housing part 42b having terminals 42a and a flange part 42c that extends outward from the housing part 42b in a plan view as viewed from the stacking direction. In the fuel cell stack 1 according to the present invention, the insertion portion 32g of the end plate (for example, the metal plate 32) is sized to pass the housing portion 42b of the power extraction connector 42, and at least a part of the flange portion 42c portion is provided. It is characterized by being composed of an opening having a size to hide. The opening includes a cutout shape such as a U-shape in addition to a rectangular window shape.
このように構成した燃料電池スタック1によれば、電力取出コネクター42は、エンドプレート(たとえば金属板32)を除去しない限り、エンドプレート(たとえば金属板32)の挿通部32gが干渉して取り外すことができない。すなわち、集電板41に電気的に接続されている電力取出コネクター42が容易に取り外されることを防止できる。 According to the fuel cell stack 1 configured as described above, the power extraction connector 42 is removed by interference with the insertion portion 32g of the end plate (for example, the metal plate 32) unless the end plate (for example, the metal plate 32) is removed. I can't. That is, it is possible to prevent the power extraction connector 42 electrically connected to the current collector plate 41 from being easily removed.
さらに、燃料電池スタック1では、エンドプレートは、集電板41と電力取出コネクター42との間に配置される電気絶縁性の第1のプレート(たとえば絶縁板31)と、挿通部が設けられた第2のプレート(たとえば金属板32であるが、絶縁板とすることも可能)とを含む構成とすることができる。 Further, in the fuel cell stack 1, the end plate is provided with an electrically insulating first plate (for example, the insulating plate 31) disposed between the current collecting plate 41 and the power extraction connector 42, and an insertion portion. A configuration including a second plate (for example, a metal plate 32 but may be an insulating plate) may be employed.
このように構成した燃料電池スタック1によれば、簡便な構成により、集電板41で集電した電力を漏電させることなく、電力取出コネクター42を介して外部に取り出すことができる。 According to the fuel cell stack 1 configured as described above, the power collected by the current collector plate 41 can be taken out to the outside through the power take-out connector 42 with a simple configuration without causing leakage.
さらに、燃料電池スタック1では、第1のプレート(たとえば絶縁板31)は、電力取出コネクター42におけるベース部42dの少なくとも一部が嵌まり込む凹所31iを備える構成とすることができる。 Furthermore, in the fuel cell stack 1, the first plate (for example, the insulating plate 31) can be configured to include a recess 31i into which at least a part of the base portion 42d of the power extraction connector 42 is fitted.
このように構成した燃料電池スタック1によれば、第1のプレート(たとえば絶縁板31)の凹所31iに対して、電力取出コネクター42を収納した状態で保持することができる。したがって、電力取出コネクター42が第1のプレート(たとえば絶縁板31)から脱落することを防止できる。 According to the fuel cell stack 1 configured as described above, the power extraction connector 42 can be held in the recess 31i of the first plate (for example, the insulating plate 31). Therefore, it is possible to prevent the power extraction connector 42 from dropping from the first plate (for example, the insulating plate 31).
さらに、燃料電池スタック1では、筺体30の上板35等を用いて、第1のプレート(たとえば絶縁板31)と、第2のプレート(たとえば金属板32)との間で、電力取出コネクター42を拘束する構成とすることができる。 Further, in the fuel cell stack 1, the power extraction connector 42 is used between the first plate (for example, the insulating plate 31) and the second plate (for example, the metal plate 32) using the upper plate 35 or the like of the housing 30. It can be set as the structure which restrains.
このように構成した燃料電池スタック1によれば、第1のプレート(たとえば絶縁板31)と、第2のプレート(たとえば金属板32)を用いて、電力取出コネクター42を共締めするという簡便な方法により、部品点数を抑制した上で、その電力取出コネクター42を十分に固定することができる。したがって、電力取出コネクター42が燃料電池スタック1から脱落することを防止できる。 According to the fuel cell stack 1 configured as described above, the power extraction connector 42 can be fastened together using the first plate (for example, the insulating plate 31) and the second plate (for example, the metal plate 32). The method can sufficiently fix the power extraction connector 42 while suppressing the number of parts. Therefore, it is possible to prevent the power extraction connector 42 from dropping from the fuel cell stack 1.
つぎに、燃料電池スタック1において、前述した図4に示すエンドプレートに係る応用例1について、図5を参照しながら説明する。 Next, in the fuel cell stack 1, an application example 1 related to the above-described end plate shown in FIG. 4 will be described with reference to FIG.
図5は、図4の燃料電池スタック1に係る応用例1に相当し、燃料電池セル10を複数積層した積層体2と筺体50の一部と電力取出部40に分離し、かつ筺体50の一部および電力取出部40を構成部材毎に分解して示す斜視図である。 FIG. 5 corresponds to the application example 1 related to the fuel cell stack 1 of FIG. 4. The fuel cell stack 10 is separated into a stacked body 2 in which a plurality of fuel cells 10 are stacked, a part of the casing 50, and the power extraction unit 40. It is a perspective view which decomposes | disassembles and shows a part and electric power extraction part 40 for every component.
筺体50に設けられたエンドプレートは、第1のプレート、第2のプレート、および第3のプレートを含んでいる。第1のプレートは、前述した絶縁板31の外形形状を簡素化し表面に凹凸を設けていない板状からなる電気絶縁性の絶縁板51である。絶縁板51は、集電板41と金属板53との間に配置される。絶縁板51の中央に設けた貫通孔51gに、集電板41の突起を挿通させる。第2のプレートは、前述した金属板32と同様の外形形状からなる金属板52である。金属板52は、電力取出コネクター42よりも積層体2の外側に配置される。第3のプレートは、前述した絶縁板31と同様の外形形状であるが、材質は絶縁性の樹脂と異なり導電性からなる金属板53である。金属板53は、絶縁板51と電力取出コネクター42との間に配置される。 The end plate provided in the housing 50 includes a first plate, a second plate, and a third plate. The first plate is an electrically insulating insulating plate 51 having a plate shape in which the outer shape of the insulating plate 31 described above is simplified and the surface is not provided with irregularities. The insulating plate 51 is disposed between the current collector plate 41 and the metal plate 53. The protrusion of the current collecting plate 41 is inserted through a through hole 51 g provided in the center of the insulating plate 51. The second plate is a metal plate 52 having the same outer shape as the metal plate 32 described above. The metal plate 52 is disposed outside the laminated body 2 with respect to the power extraction connector 42. The third plate has the same external shape as the insulating plate 31 described above, but is made of a conductive metal plate 53 unlike an insulating resin. The metal plate 53 is disposed between the insulating plate 51 and the power extraction connector 42.
すなわち、図5に示す筺体50は、図4に示す前述した絶縁板31を、絶縁板51と金属板53の構成に置き換え、その絶縁板51を集電板41に隣接させた構成に相当する。筺体50は、図2に示す筺体30と同様に、上板35、下板36、および一対の側板37および38を有している。絶縁板51、金属板52、および金属板53は、図2に示す筺体30と同様に、燃料電池セル10を複数積層して構成した積層体2の両端に配設するように、一対で構成している。 That is, the casing 50 shown in FIG. 5 corresponds to a configuration in which the insulating plate 31 shown in FIG. 4 is replaced with the configuration of the insulating plate 51 and the metal plate 53 and the insulating plate 51 is adjacent to the current collector plate 41. . The housing 50 includes an upper plate 35, a lower plate 36, and a pair of side plates 37 and 38, similarly to the housing 30 shown in FIG. As in the case 30 shown in FIG. 2, the insulating plate 51, the metal plate 52, and the metal plate 53 are configured as a pair so as to be disposed at both ends of the stacked body 2 formed by stacking a plurality of fuel cells 10. doing.
上述した本実施形態の燃料電池スタック1の応用例1によれば、さらに以下の作用効果を奏する。 According to the application example 1 of the fuel cell stack 1 of the present embodiment described above, the following effects are further achieved.
燃料電池スタック1は、エンドプレートは、集電板41と電力取出コネクター42との間に配置される絶縁板51、挿通部52gが設けられた金属板52、および絶縁板51と金属板52の間において、絶縁板51と電力取出コネクター42との間に配置される金属板53を含む構成とすることができる。 In the fuel cell stack 1, the end plate includes an insulating plate 51 disposed between the current collecting plate 41 and the power extraction connector 42, a metal plate 52 provided with an insertion portion 52g, and the insulating plate 51 and the metal plate 52. In between, it can be set as the structure containing the metal plate 53 arrange | positioned between the insulating board 51 and the electric power extraction connector 42. FIG.
このように構成した燃料電池スタック1の応用例1によれば、集電板41を絶縁板51で絶縁することにより、電力取出コネクター42の両端に隣接したエンドプレートを、それぞれ金属板52および金属板53とすることができる。したがって、たとえば、金属板52が挿通部52gを設けた外形形状であっても、加工が容易な金属をプレス加工して形成することができる。さらに、金属板52により、燃料電池セル10の冷却効果を高めることができる。また、絶縁板51は、挿通部を設けない簡素化な板状からなるため、射出成型等でも容易に形成することができる。 According to the application example 1 of the fuel cell stack 1 configured as described above, the current collecting plate 41 is insulated by the insulating plate 51, so that the end plates adjacent to both ends of the power extraction connector 42 are respectively connected to the metal plate 52 and the metal plate. The plate 53 can be used. Therefore, for example, even if the metal plate 52 has an outer shape provided with the insertion portion 52g, it can be formed by pressing a metal that is easy to process. Furthermore, the cooling effect of the fuel cell 10 can be enhanced by the metal plate 52. Moreover, since the insulating plate 51 has a simple plate shape without the insertion portion, it can be easily formed by injection molding or the like.
つぎに、燃料電池スタック1において、前述した図4および図5に示す電力取出コネクター42をエンドプレートに締結するための締結部材60を設けた応用例2について、図6および図7を参照しながら説明する。 Next, in application example 2 in which the fastening member 60 for fastening the power take-out connector 42 shown in FIGS. 4 and 5 described above to the end plate in the fuel cell stack 1 is provided, with reference to FIGS. 6 and 7. explain.
図6は、燃料電池スタック1において、図4に示す電力取出コネクター42をエンドプレートに締結する締結部材60を設けた応用例2に相当する。図6は、燃料電池セル10を複数積層した積層体2と筺体30の一部と電力取出部40および締結部材60に分離し、かつ筺体30の一部および電力取出部40を構成部材毎に分解して示す斜視図である。図7は、燃料電池スタック1において、図5に示す電力取出コネクター42をエンドプレートに締結する締結部材60を設けた応用例2に相当する。図7は、燃料電池セル10を複数積層した積層体2と筺体50の一部と電力取出部40および締結部材60に分離し、かつ筺体50の一部および電力取出部40を構成部材毎に分解して示す斜視図である。 6 corresponds to the application example 2 in which the fastening member 60 for fastening the power extraction connector 42 shown in FIG. 4 to the end plate is provided in the fuel cell stack 1. FIG. 6 shows a stack 2 in which a plurality of fuel cells 10 are stacked, a part of the casing 30, a power extraction part 40 and a fastening member 60, and a part of the casing 30 and the power extraction part 40 for each component. It is a perspective view disassembled and shown. 7 corresponds to the application example 2 in which the fastening member 60 for fastening the power extraction connector 42 shown in FIG. 5 to the end plate is provided in the fuel cell stack 1. FIG. 7 shows a stack 2 in which a plurality of fuel cells 10 are stacked, a part of the casing 50, a power extraction part 40 and a fastening member 60, and a part of the casing 50 and the power extraction part 40 for each constituent member. It is a perspective view disassembled and shown.
締結部材60は、たとえばネジまたは圧入ピンに相当する。図6に示すように、たとえばネジからなる締結部材60は、電力取出コネクター42のベース部42dに開口されたネジ孔42eを介して、絶縁板31の挿通部31gに設けられたネジ溝31jにネジ留めする。電力取出コネクター42のベース部42dに開口されたネジ孔42eは、電力取出コネクター42に隣接する金属板32によって隠される部位に形成している。同様に、図7に示すように、たとえばネジからなる締結部材60は、電力取出コネクター42のフランジ部42cに開口されたネジ孔42eを介して、金属板53の挿通部53gに設けられたネジ溝53jにネジ留めする。電力取出コネクター42のベース部42dに開口されたネジ孔42eは、電力取出コネクター42に隣接する金属板52によって隠される部位に形成している。 The fastening member 60 corresponds to, for example, a screw or a press-fit pin. As shown in FIG. 6, the fastening member 60 made of, for example, a screw is inserted into a screw groove 31 j provided in the insertion portion 31 g of the insulating plate 31 through a screw hole 42 e opened in the base portion 42 d of the power extraction connector 42. Screw on. A screw hole 42e opened in the base portion 42d of the power extraction connector 42 is formed in a portion hidden by the metal plate 32 adjacent to the power extraction connector 42. Similarly, as shown in FIG. 7, the fastening member 60 made of, for example, a screw is connected to a screw provided in the insertion portion 53 g of the metal plate 53 through a screw hole 42 e opened in the flange portion 42 c of the power extraction connector 42. Screw into the groove 53j. A screw hole 42e opened in the base portion 42d of the power extraction connector 42 is formed in a portion hidden by the metal plate 52 adjacent to the power extraction connector 42.
上述した本実施形態の燃料電池スタック1に締結部材60を設けた応用例2によれば、さらに以下の作用効果を奏する。 According to the application example 2 in which the fastening member 60 is provided in the fuel cell stack 1 of the present embodiment described above, the following effects are further obtained.
燃料電池スタック1は、図6に示すように、電力取出コネクター42におけるベース部42dのうち、金属板32によって隠される部位に、電力取出コネクター42を絶縁板31に対して締結する締結部材60を配置する構成としてもよい。さらに、燃料電池スタック1は、図7に示すように、電力取出コネクター42におけるベース部42dのうち、金属板52によって隠される部位に、電力取出コネクター42を金属板53に対して締結する締結部材60を配置する構成としてもよい。 As shown in FIG. 6, the fuel cell stack 1 includes a fastening member 60 that fastens the power extraction connector 42 to the insulating plate 31 in a portion of the base portion 42 d of the power extraction connector 42 that is hidden by the metal plate 32. It is good also as a structure to arrange. Further, as shown in FIG. 7, the fuel cell stack 1 is a fastening member that fastens the power extraction connector 42 to the metal plate 53 in a portion hidden by the metal plate 52 in the base portion 42 d of the power extraction connector 42. 60 may be arranged.
このように構成した燃料電池スタック1の応用例2によれば、図6に示すように、締結部材60を用いて電力取出コネクター42を絶縁板31に対して強固に締結することができる。同様に、図7に示すように、締結部材60を用いて電力取出コネクター42を金属板53に対して強固に締結することができる。したがって、電力取出コネクター42が燃料電池スタック1から脱落することを防止できる。電力取出コネクター42のベース部42dに開口されたネジ孔42eは、外部から隠された状態であることから、締結部材60が取り外されることはない。 According to the application example 2 of the fuel cell stack 1 configured as described above, the power extraction connector 42 can be firmly fastened to the insulating plate 31 using the fastening member 60 as shown in FIG. Similarly, as shown in FIG. 7, the power take-out connector 42 can be firmly fastened to the metal plate 53 using the fastening member 60. Therefore, it is possible to prevent the power extraction connector 42 from dropping from the fuel cell stack 1. Since the screw hole 42e opened in the base portion 42d of the power extraction connector 42 is hidden from the outside, the fastening member 60 is not removed.
つぎに、燃料電池スタック1において、前述した図4に示すエンドプレートの応用例3に関し、図8を参照しながら説明する。 Next, the application example 3 of the end plate shown in FIG. 4 in the fuel cell stack 1 will be described with reference to FIG.
図8は、図4に示す燃料電池スタック1から、絶縁板31を削除した構成に相当し、燃料電池セル10を複数積層した積層体2と筺体70の一部と電力取出部40に分離し、かつ電力取出部40を構成部材毎に分解して示す斜視図である。 FIG. 8 corresponds to a configuration in which the insulating plate 31 is removed from the fuel cell stack 1 shown in FIG. 4. The fuel cell stack 1 is separated into a stack 2 in which a plurality of fuel cells 10 are stacked, a part of the casing 70, and a power extraction unit 40. And it is a perspective view which decomposes | disassembles and shows the electric power extraction part 40 for every structural member.
燃料電池スタック1では、絶縁板71が、電力取出コネクター42におけるベース部42dの少なくとも一部に当接している。筺体70は、図2に示す筺体30と同様に、上板35、下板36、および一対の側板37および38を有している。絶縁板71は、図2に示す筺体30と同様に、燃料電池セル10を複数積層して構成した積層体2の両端に配設するように、一対で構成している。筺体70の上板35等を用い積層体2と絶縁板71とを固定する。したがって、電力取出コネクター42が、集電板44と絶縁板71との間で拘束される。電力取出コネクター42は、集電板44と当接する面に絶縁性の材料を被覆している。集電板44は、前述した集電板41と比較して、肉厚を太くしている。 In the fuel cell stack 1, the insulating plate 71 is in contact with at least a part of the base portion 42 d of the power extraction connector 42. The housing 70 includes an upper plate 35, a lower plate 36, and a pair of side plates 37 and 38, similarly to the housing 30 shown in FIG. Similarly to the casing 30 shown in FIG. 2, the insulating plates 71 are configured as a pair so as to be disposed at both ends of the stacked body 2 formed by stacking a plurality of fuel cells 10. The laminated body 2 and the insulating plate 71 are fixed using the upper plate 35 or the like of the housing 70. Therefore, the power extraction connector 42 is restrained between the current collector plate 44 and the insulating plate 71. The power extraction connector 42 covers an insulating material on the surface that contacts the current collector plate 44. The current collector plate 44 is thicker than the current collector plate 41 described above.
上述した本実施形態の燃料電池スタック1のエンドプレートに係る応用例3によれば、さらに以下の作用効果を奏する。 According to the application example 3 which concerns on the end plate of the fuel cell stack 1 of this embodiment mentioned above, there exist the following effects further.
燃料電池スタック1では、絶縁板71が、電力取出コネクター42におけるベース部42dの少なくとも一部に当接し、筺体70の上板35等を用い積層体2と絶縁板71とを固定することによって、電力取出コネクター42が集電板44と絶縁板71との間で拘束される。 In the fuel cell stack 1, the insulating plate 71 contacts at least a part of the base portion 42 d of the power extraction connector 42, and the laminated body 2 and the insulating plate 71 are fixed using the upper plate 35 or the like of the housing 70, The power extraction connector 42 is restrained between the current collector plate 44 and the insulating plate 71.
このように構成した燃料電池スタック1によれば、エンドプレートに相当する絶縁板31を削除した簡便な構成でも、絶縁板71が絶縁性を有するため、部品点数を抑制した上で、図4に示す燃料電池スタック1と同様の効果を得ることができる。さらに、燃料電池スタック1によれば、電力取出コネクター42を集電板44と絶縁板71との間で拘束して保持することができる。したがって、電力取出コネクター42が燃料電池スタック1から脱落することを防止できる。 According to the fuel cell stack 1 configured as described above, even with a simple configuration in which the insulating plate 31 corresponding to the end plate is omitted, the insulating plate 71 has insulating properties. The same effect as the fuel cell stack 1 shown can be obtained. Furthermore, according to the fuel cell stack 1, the power extraction connector 42 can be restrained and held between the current collector plate 44 and the insulating plate 71. Therefore, it is possible to prevent the power extraction connector 42 from dropping from the fuel cell stack 1.
つぎに、燃料電池スタック1において、前述した図8に示す燃料電池スタック1の構成で、締結部材60を用いて電力取出コネクター42を集電板44に締結した応用例4について、図9を参照しながら説明する。 Next, in application example 4 in which the power extraction connector 42 is fastened to the current collector plate 44 using the fastening member 60 in the configuration of the fuel cell stack 1 shown in FIG. While explaining.
図9は、燃料電池スタック1において、図8に示す電力取出コネクター42を締結部材60で締結する構成に相当し、燃料電池セル10を複数積層した積層体2と筺体70の一部と電力取出部40および締結部材60に分離し、かつ電力取出部40を構成部材毎に分解して示す斜視図である。 FIG. 9 corresponds to a configuration in which the power take-out connector 42 shown in FIG. 8 is fastened by the fastening member 60 in the fuel cell stack 1, and a stacked body 2 in which a plurality of fuel battery cells 10 are stacked, a part of the casing 70, and the power take-out. It is a perspective view which isolate | separates into the part 40 and the fastening member 60, and decomposes | disassembles and shows the electric power extraction part 40 for every structural member.
締結部材60は、電力取出コネクター42のベース部42dに開口されたネジ孔42eを介して、集電板44に設けられたネジ溝44aにネジ留めする。集電板44は、ネジ溝44aを形成するために、前述した集電板41と比較して、肉厚を太くしている。 The fastening member 60 is screwed into a screw groove 44 a provided in the current collector plate 44 through a screw hole 42 e opened in the base portion 42 d of the power extraction connector 42. The current collector plate 44 is thicker than the current collector plate 41 described above in order to form the screw groove 44a.
上述した本実施形態の燃料電池スタック1に締結部材60を設けた応用例4によれば、さらに以下の作用効果を奏する。 According to the application example 4 in which the fastening member 60 is provided in the fuel cell stack 1 of the present embodiment described above, the following effects are further obtained.
燃料電池スタック1では、電力取出コネクター42のベース部42dのうち、エンドプレートによって隠される部位に、電力取出コネクター42を集電板44に対して締結する締結部材60が配置されている。 In the fuel cell stack 1, a fastening member 60 that fastens the power extraction connector 42 to the current collector plate 44 is disposed in a portion of the base portion 42 d of the power extraction connector 42 that is hidden by the end plate.
このように構成した燃料電池スタック1によれば、締結部材60を用いて電力取出コネクター42を集電板44に対して強固に締結することができる。したがって、電力取出コネクター42が燃料電池スタック1から脱落することを防止できる。電力取出コネクター42のベース部42dに開口されたネジ孔42eは、筺体70の絶縁板71によって、外部から隠された状態であることから、締結部材60が取り外されることはない。 According to the fuel cell stack 1 configured as described above, the power extraction connector 42 can be firmly fastened to the current collector plate 44 using the fastening member 60. Therefore, it is possible to prevent the power extraction connector 42 from dropping from the fuel cell stack 1. Since the screw hole 42e opened in the base portion 42d of the power extraction connector 42 is hidden from the outside by the insulating plate 71 of the housing 70, the fastening member 60 is not removed.
そのほか、本発明は、特許請求の範囲に記載された構成に基づき様々な改変が可能であり、それらについても本発明の範疇である。たとえば、金属板は、絶縁板に置き換えてもよい。 In addition, the present invention can be variously modified based on the configurations described in the claims, and these are also within the scope of the present invention. For example, the metal plate may be replaced with an insulating plate.
1 燃料電池スタック、
2 積層体、
10 燃料電池セル、
11 膜電極接合体、
11a 電解質膜、
11b アノード、
11c カソード、
12 枠体、
13 第1セパレータ、
14 第2セパレータ、
20 封止部材、
30 筺体、
31 絶縁板、
31g 挿通部、
31h 切欠部、
31i 凹所、
31j ネジ溝、
32,34 金属板、
32g 挿通部、
32h 切欠部、
31,33 絶縁板、
35 上板、
35a 開口部、
36 下板、
37 側板、
40 電力取出部、
41,44 集電板、
42,43 電力取出コネクター、
42a 端子、
42b ハウジング部、
42c フランジ部、
42d ベース部、
42e ネジ孔、
44a ネジ溝、
50,70 筺体、
51,71 絶縁板、
51g 貫通孔、
52,53 金属板、
52g,53g 挿通部、
53i 凹所、
53j ネジ溝、
60 締結部材。
1 Fuel cell stack,
2 laminates,
10 Fuel cell,
11 Membrane electrode assembly,
11a electrolyte membrane,
11b anode,
11c cathode,
12 frame,
13 first separator,
14 second separator,
20 sealing member,
30 box,
31 Insulating plate,
31g insertion part,
31h Notch,
31i recess,
31j thread groove,
32, 34 metal plate,
32g insertion part,
32h Notch,
31, 33 insulating plate,
35 Upper plate,
35a opening,
36 Lower plate,
37 side plates,
40 Electricity extraction section,
41, 44 current collector plate,
42, 43 power outlet connector,
42a terminal,
42b housing part,
42c flange part,
42d base part,
42e screw holes,
44a thread groove,
50,70 housing,
51, 71 insulating plate,
51g through hole,
52, 53 metal plate,
52g, 53g insertion part,
53i recess,
53j thread groove,
60 Fastening member.
Claims (6)
前記燃料電池セルを積層する積層方向における前記積層体の少なくとも一方の端部に配置される集電板と、
前記集電板よりも前記積層方向の外側に配置されるエンドプレートと、
前記積層体と前記エンドプレートとを前記積層方向に固定する固定部材と、
前記集電板に電気的に接続される端子を備えるコネクター部と、
前記エンドプレートに設けられ、前記集電板と前記エンドプレートとの間に配置した前記コネクター部の前記端子を備えるハウジング部を外部に臨ませる挿通部と、を有し、
前記コネクター部は、前記端子を備える前記ハウジング部と、前記積層方向から見た平面視において前記ハウジング部よりも外方に拡がるフランジ部とを含み、
前記挿通部が、前記コネクター部における前記ハウジング部を通す大きさであり、かつ、前記フランジ部の少なくとも一部を隠す大きさである開口部から構成されてなり、
前記エンドプレートは、前記コネクター部におけるベース部の少なくとも一部に当接し、前記固定部材によって前記積層体と前記エンドプレートとを固定することによって、前記コネクター部が前記集電板と前記エンドプレートとの間で拘束され、
前記コネクター部における前記ベース部のうち、前記エンドプレートによって隠される部位に、前記コネクター部を前記集電板に対して締結する締結部材が配置されている、燃料電池スタック。 A laminate in which a plurality of fuel cells each having a membrane electrode assembly in which an anode and a cathode are joined to both sides of an electrolyte membrane are sandwiched by a pair of separators;
A current collector plate disposed at at least one end of the stack in the stacking direction in which the fuel cells are stacked;
An end plate disposed outside the current collecting plate in the stacking direction;
A fixing member for fixing the said end plate and the laminate in the stacking direction,
A connector portion comprising a terminal electrically connected to the current collector plate;
An insertion part that is provided on the end plate and faces a housing part including the terminal of the connector part disposed between the current collector plate and the end plate;
The connector portion includes said housing portion comprising said terminal, and a flange portion extending outward from the housing portion in a plan view as viewed from the stacking direction,
The insertion portion is a size passing the housing portion of the connector portion, and Ri Na consist is sized opening to conceal at least a portion of said flange portion,
The end plate abuts at least a part of the base portion of the connector portion, and the connector and the end plate are connected to each other by fixing the laminate and the end plate by the fixing member. Bound between
A fuel cell stack , wherein a fastening member for fastening the connector portion to the current collector plate is disposed in a portion of the base portion of the connector portion that is hidden by the end plate .
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