CN103262325B - 燃料电池堆 - Google Patents

Abstract

在以往的燃料电池堆中，存在有为了获得抑制层叠体振动的构造而增加部件件数的问题点。一种燃料电池堆（FS），其中，该燃料电池堆（FS）包括：层叠体（1），其由四边形板状的单位电池单元（FC）构成；端板（2），其配置于层叠体（1）的两端面；一对加强板（3），在沿着周向将层叠体（1）的平行于电池单元层叠方向的四个表面作为第1外周面～第4外周面时，其配置在第1外周面和第3外周面，将两端板（2）与各加强板（3）分别连结起来，各加强板（3）包括用于覆盖层叠体（1）的第1外周面或者第3外周面的基板部（3A）、用于覆盖层叠体（1）的第2外周面和第4外周面的一部分的一对保持部（3B），并且，各保持部（3B）形成有作为弹簧元件来支承层叠体（1）的结构，从而做成沿着层叠体（1）的位移方向组装弹簧元件而成的构造，不用增加部件件数，就能够提高层叠体的共振频率，并提高了耐振动性能。

Description

燃料电池堆

技术领域

本发明涉及一种例如用作车辆的驱动用电源的燃料电池堆，更具体而言，涉及一种包括层叠有多个由膜电极构造体和隔板构成的单位电池单元而成的层叠体的燃料电池堆。

背景技术

以往，作为包括有单位电池单元的层叠体的燃料电池堆，存在例如专利文献1所记载的燃料电池堆。专利文献1所述的燃料电池堆利用一对端板来夹持层叠体，并且利用张力板来连结两端板，从而维持层叠体的加压状态。于是，上述的燃料电池堆通过在层叠体和张力板之间没有间隙地安装具有低摩擦特性和绝缘特性的第1层和具有缓冲特性的第2层，从而成为吸收来自外部的振动、冲击的构造。

专利文献1：日本特开2003-203670号公报

采用上述的以往的燃料电池堆，由于缓冲材料（第2层）为弹簧元件，因此，使层叠体的共振频率（固有振动频率）提高，与耐振动性能的提高密切相关。然而，在层叠体和张力板之间安装缓冲材料等的燃料电池堆中，存在有部件件数增多的问题点，解决该问题点成为了课题。

发明内容

发明要解决的问题

本发明是着眼于上述以往的课题而做成的，其目的在于提供一种不用增加部件件数就能够提高层叠体的共振频率（固有振动频率）从而提高耐振动性能的燃料电池堆。

用于解决问题的方案

本发明的燃料电池堆包括：层叠体，其是通过层叠多个四边形板状的单位电池单元而成的；端板，其配置在层叠体的电池单元层叠方向的两端面；一对加强板，在沿着周向将层叠体的平行于电池单元层叠方向的四个表面作为第1外周面～第4外周面时，其配置在第1外周面和第3外周面，并且，在燃料电池堆中将两端板和各加强板分别连结起来。

而且，燃料电池堆的结构如下：各加强板包括：基板部，其用于覆盖层叠体的第1外周面或者第3外周面，一对保持部，其自基板部以与基板部垂直的方式延伸并覆盖层叠体的第2外周面的一部分和第4外周面的一部分，并且，各保持部形成有作为弹簧元件来支承层叠体的结构，将上述结构作为解决以往的课题的方式。

另外，在上述结构中，加强板的保持部和层叠体被设为是互相接触的状态，或者是隔着在输入振动时会接触的程度的极微小的间隙而接近的状态，但更理想的是预先设为互相接触的状态。

发明的效果

采用本发明的燃料电池堆，不用增加部件件数就能够提高层叠体的共振频率。由此，能够提高耐振动性能。

附图说明

图1是用于说明本发明的燃料电池堆的一实施方式的立体图（A）以及加强板的端部的放大剖视图（B）。

图2是图1所示的燃料电池堆的分解立体图。

图3是图1所示的燃料电池堆的俯视图。

图4是表示图1所示的燃料电池堆中的弹簧元件的原理的说明图。

图5是本发明的燃料电池堆的其他的实施方式中的加强板的端部的放大剖视图。

图6是本发明的燃料电池堆的又一其他的实施方式中的加强板的端部的放大剖视侧视图（A）（B）。

图7是本发明的燃料电池堆的再一其他的实施方式中的加强板的端部的放大剖视图（A）（B）。

图8是本发明的燃料电池堆的再一其他的实施方式中的加强板的端部的放大剖视图（A）（B）。

图9是本发明的燃料电池堆的再一其他的实施方式中的加强板的端部的放大侧视图。

图10是本发明的燃料电池堆的再一其他的实施方式中的加强板的端部的放大剖视图。

图11是分别用于说明本发明的燃料电池堆的再一其他的实施方式中的加强板的俯视图（A）（B）。

图12是分别用于说明本发明的燃料电池堆的再一其他的实施方式中的加强板的俯视图（A）（B）。

图13是用于说明本发明的燃料电池堆的再一其他的实施方式的立体图。

图14是用于说明本发明的燃料电池堆的再一其他的实施方式的立体图（A）和剖视图（B）。

图15是图14所示的燃料电池堆的分解立体图。

图16是将图14所示的燃料电池堆的层叠体与组装板之间的间隙部分放大而成的剖视图。

图17是用于说明本发明的燃料电池堆的再一其他的实施方式的立体图（A）和侧视图（B）。

图18是用于说明本发明的燃料电池堆的再一其他的实施方式的立体图（A）和侧视图（B）。

图19是用于说明本发明的燃料电池堆再一其他的实施方式的立体图（A）和剖视图（B）。

图20是用于说明本发明的燃料电池堆的再一其他的实施方式的立体图（A）和剖视图（B）。

具体实施方式

图1～图4是用于说明本发明的燃料电池堆的一实施方式的图。

图1的（A）和图2所示的燃料电池堆FS包括：层叠多个四边形板状的单位电池单元FC而成的层叠体1；配置在层叠体1的电池单元层叠方向（图中X方向）的两端面的集电板5、5；配置在各集电板5的外侧的端板2、2、一对加强板3、3；一对组装板4、4。端板2、加强板3以及组装板4的材料并没有特殊限定，但更理想的是金属制的。

单位电池单元FC具有众所周知的利用一对隔板夹持作为发电元件的膜电极构造体（MEA：MembraneElectrodeAssembly)的构造，如图2所示，单位电池单元FC为长方形，并且将长边处于上下方向而沿着水平方向层叠。另外，单位电池单元FC的对象基本上为形成四边形板状的形状，但也可以是在形成了层叠体1之后能够组装加强板3的近似形状。

两端板2形成为具有与单位电池单元FC大致相同的长宽尺寸的长方形，在层叠体1上形成有用于供给阳极气体（氢气）、阴极气体（空气）以及冷却流体的歧管M等。两集电板5与单位电池单元FC的中央部（发电部）相对应具有供端板2贯穿的接头部5A。

在沿着周向将层叠体1的平行于电池单元层叠方向的四个表面作为第1外周面～第4外周面时，各加强板3分别配置在第1外周面和第3外周面。在图1的（A）中，层叠体1的右侧面为第1外周面，上表面为第2外周面，未图示的左侧面为第3外周面，以及未图示的下表面为第4外周面。即，在图示例的层叠体1中，将长方形的单位电池单元FC沿着水平方向层叠，在该状态中，由于容易向沿着单位电池单元FC的短边的方向（上下方向）位移，因此，在短边侧的第1外周面和第3外周面设置加强板3、3。

还如图1的（B）所示，各加强板3在遍及整个长度方向（电池单元层叠方向）上包括：用于覆盖层叠体1的整个第1外周面或者整个第3外周面的基板部3A、自基板部3A以与基板部3A垂直的方式延伸并覆盖层叠体1的第2外周面的一部分和第4外周面的一部分的一对保持部3B、3B。加强板3由基板部3A和两保持部3B、3B构成为截面矩形槽形状。

而且，各加强板3在使两保持部3B、3B稍微扩宽的状态下弹性地组装于层叠体1。因此，各加强板3的两保持部3B、3B以预定负荷夹持层叠体1的方式接触于层叠体1。即，加强板3的保持部3B形成作为弹簧元件来支承层叠体1的构造。

另外，各加强板3在基板部3A的两端弯折地形成有安装部3C，并利用多个螺栓B将安装部3C连结在端板2的外表面（与层叠体侧相反的一侧的表面）。而且，各加强板3在保持部3B的两端形成有用于避免各加强板3与端板2的外周面接触的作为非干涉部的切口部3D。由此，能够避免保持部3B首先碰撞端板2，保持部3B的弹性的组装构造仅作用于图3所示的层叠体1的范围（斜线部分）。

各组装板4配置为分别覆盖层叠体1的第2外周面和第4外周面。各组装板4具有在层叠体1的各自的外周面上能够覆盖在两侧的加强板3的保持部3B、3B之间的尺寸，并且，在各组装板4的两端部弯折地形成安装部4A，并利用多个螺栓B将安装部4A连结在端板2的外表面（与层叠体侧的相反的一侧的表面）。

在具有上述结构的燃料电池堆FS中，利用一对端板2、2以预定压力沿着电池单元层叠方向夹持层叠体1和集电板5，并且通过连结两端板2、2、各加强板3、3以及组装板4、4，从而维持层叠体1的加压状态。另外，燃料电池堆FS由用于维持层叠体1的作为功能部件的端板2、2、各加强板3、3以及组装板4、4形成外壳一体型构造。

在上述燃料电池堆FS中，由于各加强板3的保持部3B弹性地组装于层叠体1，因此，各加强板3的保持部3B成为沿着层叠体1的振动方向（在图1中为上下方向）组装弹簧元件的结构。即，如图4所示，成为与利用多个具有弹簧常数k的弹簧元件在多个部位支承具有质量M的层叠体1的构造相同的构造。特别是，在该实施方式中，利用保持部3B，而成为弹簧元件沿着电池单元层叠方向连续的构造，从而遍及电池单元层叠方向全长地支承层叠体1。

这样，在上述燃料电池堆FS中，利用将基板部3A和保持部3B作为基本构成的简单构造的加强板3，不用增加部件件数就能够抑制层叠体1的位移，从而能够增大共振频率（固有振动频率）。而且，在燃料电池堆FS中，由于一概不需要安装在层叠体1和加强板3之间的所谓缓冲材料的其他的构件，因此，不会增加层叠体容纳空间的容积，而在利用两端板2、2侧支承的构造中，能够增大共振频率。

在燃料电池堆FS中，由于在端板2的各歧管上M连接用于供给、排出反应用气体、冷却流体的配管，因此，采用如上所述的利用两端板2、2侧支承的构造，则存在有能够抑制配管连接部分的中的振动的优点。

而且，在上述燃料电池堆FS中，随着上述层叠体1的共振频率的增大，耐振动性能提高，除了能够防止由振动导致的结构部件的损坏、发电性能的降低以外，还能够实现降低与制造相关的工作量、成本等。

另外，在燃料电池堆FS中，能够作为车辆的驱动用电源搭载于车辆，此时，理想的是将层叠体1的固有振动频率（共振频率）设为60Hz以上。由此，能够充分地抑制由车辆特有的振动等外力产生的层叠体1的共振现象。

另外，在上述实施方式中，说明了使加强板3的保持部3B与层叠体1相接触的情况，但保持部3B和层叠体1还可以设置成隔着在输入振动时会接触的程度的极微小的间隙而接近的状态。在该情况下，在输入振动的同时层叠体1和保持部3B相接触，并能够利用形成弹簧元件的保持部3B来抑制层叠体1的振动。

图5是用于说明本发明的燃料电池堆的其他的实施方式的图。另外，在以下的各实施方式中，对与之前的实施方式相同的构成部位标注相同的附图标记并省略详细的说明。

之前的实施方式是加强板3的保持部3B接触于层叠体1的结构。相对于此，该实施方式的结构如下：组装板4具有覆盖层叠体1的整个第2外周面或者整个第4外周面的尺寸，并且组装板4的两端部分夹设在各加强板3的保持部3B与层叠体之间。因而，加强板3的保持部3B成为借助组装板4对层叠体1施加弹簧作用的弹簧元件。

在此，在燃料电池堆FS中，除了在加强板3的保持部3B上形成有用于避免与端板2的外周面相接触的作为非干涉部的切口部3D以外，还在各组装板4的安装部4A的两侧形成有相同的切口部4B（参照图1）。由此，能够避免组装板2和保持部3B首先碰撞端板2，弹簧元件的保持部3B仅作用于层叠体1。

在上述燃料电池堆FS中也能够获得与之前的实施方式相同的作用和效果。特别是，通过使加强板3的保持部3B与组装板4重合，能够利用端板2、加强板3以及组装板4而形成外壳一体型构造，因此，能够废除其他的专用外壳，从而能够有助于进一步削减部件件数、进一步降低制造成本。

图6是用于说明本发明的燃料电池堆的又一其他的实施方式的图。

在图示的燃料电池堆FS中，加强板3在保持部3B上包括向层叠体1侧突出的突出部3E。该实施方式的突出部3E为沿着电池单元层叠方向形成的肋，存在如图6的（A）所示的截面呈梯形状且面接触于层叠体1的突出部、如图6的（B）所示的截面呈三角形状且线接触于层叠体1的结构。这些突出部（肋）3E能够利用冲压加工来形成。

上述燃料电池堆FS能够获得与之前的实施方式相同的作用和效果，而且，利用突出部3E使保持部3B可靠地接触于层叠体1，并设定层叠体1侧的由弹簧元件产生的负荷点。即，在燃料电池堆FS中，根据抑制层叠体1的振动所需要的加强板3的各尺寸、材质等来选择从基板部3A到突出部3E的长度L、与层叠体1接触的接触面积，从而能够自由地设定弹簧元件的弹簧常数k。

另外，如图5的实施方式所示，在加强板3的保持部3B和组装板4重合而成的结构中，能够在组装板4的与保持部3B重合的重合部分形成向保持部3B侧突出的突出部。这种结构也能够获得与上述实施方式相同的作用和效果。另外，并不限定突出部的形态，除了连续的肋以外，例如还可以是具有适当的形状而局部突出的形态。

图7是用于说明本发明的燃料电池堆的再一其他的实施方式的图。

图7的（A）所示燃料电池堆FS是使加强板3的保持部3B与组装板4重合而成的结构，在保持部3B上设置有朝向内侧突出的突出部3E，并且在组装板4上设置朝向外侧突出的突出部4C。在该燃料电池堆FS中，在加强板3的垂直于电池单元层叠方向的截面上，使加强板3的突出部3E与组装板4的突出部4C互相抵接。

在该实施方式中，加强板3的突出部3E为截面三角形状的肋，并具有从基板部3A的支点到负荷点的长度L1。另外，组装板4的突出部4C为截面梯形状的肋，并形成有具有长度L2的两端支承梁。即，在该实施方式中，组装板4的肋（突出部4C）形成以加强板3的肋（突出部3E）的抵接位置作为负荷点的梁构造，该梁构造还形成用于支承层叠体1的弹簧元件。

上述燃料电池堆FS能够获得与之前的实施方式相同的作用和效果，而且，利用使加强板3的保持部3B的突出部3E与组装板4的突出部4C相抵接而成的结构，通过选择长度L1、L2能够进一步提高设定弹簧元件（保持部3B、突出部4C）的弹簧常数的自由度。另外，由于能够减小在加强板3、组装板4上产生的应力（例如在保持部3B的固定端产生的应力），因此，能够实现各部件组装于层叠体1的组装性的提高、各部件的耐久性的提高。

另外，图7的（B）所示的燃料电池堆FS为使加强板3的保持部3B和组装板4重合而成的结构，在组装板4上设有向外突出的突出部4C，并且还在突出部4C上设有向外突出的突出部4E。在该燃料电池堆FS中，在加强板3的垂直于电池单元层叠方向的截面中，使加强板3的保持部3B和组装板4的突出部4E互相抵接。

在上述燃料电池堆FS中，利用突出部4E使保持部3B可靠地接触于组装板4，并设定层叠体1侧的弹簧元件（保持部3B）产生的负荷点。即，在燃料电池堆FS中，根据抑制层叠体1的振动所需的加强板3的各种尺寸、材质等，选择从基板部3A到突出部4E的长度L1，从而能够自由地设定弹簧元件（保持部3B）的弹簧常数k。

而且，在上述燃料电池堆FS中，组装板4的突出部4C形成有以保持部3B与形成于突出部4C的突出部4E的抵接位置作为负荷点的梁构造，突出部4C还形成用于支承层叠体1的弹簧元件。即，通过选择突出部4C的长度L2，能够自由地设定弹簧元件（突出部4C）的弹簧常数k，利用两个弹簧元件（保持部3B、突出部4C）能够进一步提高设定弹簧常数k的自由度。

图8是用于说明本发明的燃料电池堆的再一其他的实施方式的图。

图示的燃料电池堆FS为以使保持部3B挠曲的状态而将加强板3安装于层叠体1的结构。

图8的（A）所示的燃料电池堆FS为加强板3的保持部3B直接接触于层叠体1的结构，在保持部3B上设有由沿着电池单元层叠方向而形成的截面梯形状的肋构成的突出部3E。在该燃料电池堆FS中，在保持部3B上如图中箭头F所示的突出部3E的单侧成为负荷点，并产生向层叠体1侧的按压负荷。

图8的（B）所示的燃料电池堆FS为使加强板3的保持部3B和组装板4重合的结构，在保持部3B上设有由截面三角形状的肋构成的突出部3E，并且在组装板4上设有由截面梯形状的肋构成的突出部4C。而且，成为彼此的突出部3E、突出部4C相抵接的结构。在该燃料电池堆FS中，特别是在组装板4的突出部4C中，如图中箭头F、F所示的突出部4C的两侧成为负荷点，并产生向层叠体1侧的按压负荷。

上述各燃料电池堆FS能够获得与之前的实施方式相同的效果，而且，能够使保持部3B和层叠体1更可靠地接触。

图9是用于说明本发明的燃料电池堆的再一其他的实施方式的图。

图示的燃料电池堆FS为使加强板3的保持部和组装板4重合而成的结构，在该重合部分，端板2的短边尺寸小于图中带斜线的单位电池单元FC的短边尺寸。

在此，作为更优选的实施方式，本发明的燃料电池堆FS能够在加强板3的保持部3B和端板2的外周面中的至少一者上设置用于避免它们互相接触的非干涉部。另外，作为更优选的实施方式，本发明的燃料电池堆FS能够在组装板的与保持部重合的重合部分和端板的外周面中的至少一者上设置用于避免它们互相接触的非干涉部。

即，如根据图1～图4的实施方式所说明的那样，在加强板3的保持部3B与层叠体1相接触的结构中，在保持部3B上设有作为非干涉部的切口部3D。另外，如根据图1和图5的实施方式所说明的那样，在加强板3的保持部3B和组装板4重合的结构中，在保持部3B和组装板4上设有作为非干涉部的切口部3D、切口部4B。在这些实施方式中，通过设置切口部3D、切口部4B，能够防止保持部3B或者组装板4首先碰撞端板2的外周面。

与这些实施方式相同，在图9所示的燃料电池堆FS中，通过在端板2的外周面设置作为非干涉部的台阶部2A，从而使其短边尺寸小于单位电池单元FC的短边尺寸。由此，能够防止保持部3B或者组装板4首先碰撞端板2的外周面，从而使弹簧元件可靠地作用于层叠体1。

另外，为了使保持部3B与层叠体1或者组装板4与层叠体1可靠地接触，与图9的例子相反，还能够使单位电池单元FC的至少两端部分的短边尺寸大于端板2的短边尺寸。然而，在这种燃料电池堆中，还存在有使用数百张的单位电池单元的燃料电池堆，因此，与在单位电池单元侧设置多余的突出部分相比，在端板2、加强板3以及组装板4侧设置非干涉部在构造上的关系、制造成本等方面是有利的。

图10是用于说明本发明的燃料电池堆的再一其他的实施方式的图。

图示的燃料电池堆FS为使加强板3的保持部3B和组装板4在它们互相的重合部分接合（附图标记W）而成的结构。在该接合中，例如使用焊接。

上述各燃料电池堆FS能够获得与之前的实施方式相同的效果，而且还能够可靠地防止加强板3和组装板4的相对位置的偏移，由此，能够阻止在振动时产生噪声、表面处理膜的剥离等于未然。

图11和图12是用于说明本发明的燃料电池堆的再一其他的实施方式的图。作为更优选的实施方式，本发明的燃料电池堆FS的加强板3能够是在电池单元层叠方向上的至少中间部包括保持部3B的结构、在电池单元层叠方向上包括多个保持部3B的结构。

即，在这种燃料电池堆FS中，当层叠体1在利用两端板2、2侧支承的状态下发生振动时，层叠体1的中间部的位移最大。因此，通过在位移最大的中间部设置保持部3，从而成为能够抑制层叠体1的振动所需最低限度的结构，能够抑制层叠体1的一次共振模式的波腹。因而，燃料电池堆FS的加强板3被设为至少在中央部包括保持部3B的结构，而且，能够选择各种形态。

图11的（A）所示的燃料电池堆FS的结构如下：加强板3仅在电池单元层叠方向上的中间部包括保持部3B，并在该保持部3B上设置有向层叠体1侧突出的突出部3E。图11的（B）所示的燃料电池堆FS的结构如下：加强板3包括遍及层叠体1的电池单元层叠方向全长的保持部3B，在该保持部3B中，仅在电池单元层叠方向上的中央部设置有向层叠体1侧突出的突出部3E。

图12的（A）所示的燃料电池堆FS的结构如下：加强板3在电池单元层叠方向的中间部以及其两侧的三个部位包括保持部3B，并在各保持部3B上设置有向层叠体1侧突出的突出部3E。图12的（B）所示的燃料电池堆FS的结构如下：加强板3包括遍及层叠体1的电池单元层叠方向全长的保持部3B，在该保持部3B中，在电池单元层叠方向上的中央部以及其两侧的三个部位设置有向层叠体1侧突出的突出部3E。

这样，在燃料电池堆FS中，能够根据想要抑制的层叠体1的振幅的部位，自由选择加强板3的保持部3B以及突出部3E的位置、数量及形状等，从而能够有效地抑制层叠体1的振动。

作为更优选的实施方式，在本发明的燃料电池堆为保持部3B接触于层叠体1的结构中，能够构成为对加强板3的至少层叠体侧的表面实施绝缘涂敷。另外，作为更优选的实施方式，在保持部3B和组装板4重合的结构中，能够构成为对组装板4的至少层叠体侧的表面实施绝缘涂敷。

由此，在上述燃料电池堆FS中，即使不向加强板3和层叠体1之间、组装板4和层叠体1之间插入绝缘构件，也能够确保内外的绝缘性，能够有助于进一步削减部件件数、进一步降低制造的工作量、成本。

图13是用于说明本发明的燃料电池堆的再一其他的实施方式的图。

与图1所示的燃料电池堆FS相比，图示的燃料电池堆FS是加强板3不包括弯折状态的安装部（3C）的结构。该情况下，加强板3利用螺栓B使基板部3A的两端部连结于两端板2的外周面。

图14、图15以及图16是用于说明本发明的燃料电池堆的再一其他的实施方式的图。

在图示的燃料电池堆FS中，各组装板4与层叠体1的第2外周面和各组装板4与层叠体1的第4外周面之间形成有与外部连通的换气空间8。另外，在该实施方式的燃料电池堆FS中，并没有特别设置换气口，但是，例如通过加强板3的切口部3D与端板2之间的间隙、组装板4的切口部4B与端板2之间的间隙，换气空间8与外部相连通。

如图16所示，上述换气空间5包括大于由振动产生的层叠体1的位移量的一半（上下振动的上方位移量A1）与组装板4的位移量的一半（上下振动的下方位移量A2）之和的间隔。

在上述燃料电池堆FS中，由于在层叠体1和组装板4之间形成换气空间8，因此，能够将从层叠体1中稍微泄漏出来的氢气、水蒸气迅速地排出，能够防止内部发生氢气滞留、结露。这样，如图14的（B）所示，燃料电池堆FS利用换气空间8而具有图中用网格线表示的换气功能区域，并且在保持部3的夹持范围内具有图中用斜线表示的耐振功能区域。

即，燃料电池堆FS通过如上所述那样采用加强板3和组装板4，从而能够兼顾提高耐振功能和确保内部的换气功能。

而且，由于上述燃料电池堆FS的换气空间8具有大于由振动产生的层叠体1的位移量的一半与组装板4的位移量的一半之和的间隔，因此，即使层叠体1和组装板4发生振动，也能够维持最小限度的间隔S，从而能够防止由接触产生的噪声、结构部件的损坏等。

图17是用于说明本发明的燃料电池堆的再一其他的实施方式的图。

图示的燃料电池堆FS是在组装板4的安装部4A的基端部分以预定间隔设有使换气空间8向外部开放的多个换气口6而成的构造。另外，组装板4在与加强板3的保持部3B的重合部分包括向保持部3B侧突出的肋状的突出部4C，使该突出部4C的端部开放而形成换气口6。

上述燃料电池堆FS能够获得与之前的实施方式相同的作用和效果，而且，利用多个换气口6还能够进一步提高内部的换气功能。

图18是用于说明本发明的燃料电池堆的再一其他的实施方式的图。

图示的燃料电池堆FS在组装板4上沿着电池单元层叠方向包括向外部突出的肋4D。在该实施方式中，在组装板4的中央以及其两侧的三个部位形成有互相平行的肋4D。这些肋4D例如可以通过冲压加工来形成。

另外，在该实施方式的燃料电池堆FS中，使上述各肋4D的两端部开放并使其形成为换气口6，而且，与图17所示的实施方式相同，在组装板4的突出部4C的两端部也包括换气口6。

上述燃料电池堆FS能够获得与之前的实施方式相同的作用和效果，并且，能够利用多个换气口6进一步提高换气功能，而且，能够利用多个肋4D进一步提高组装板4的刚性。由此，燃料电池堆FS能够减小组装板4的振幅量（由振动产生的位移量），并且能够减小与层叠体1之间的间隔、即换气空间8的间隔，进而有助于整体的小型化。

如图14和图19所示，本发明的燃料电池堆FS在其中央包括由膜电极构造体形成的发电部G，并且在发电部G的两侧分别排列有三个用于供给、排出反应用气体和冷却流体的歧管M。因此，如图19的（B）所示，燃料电池堆FS成为突出部3E、突出部4C在用于形成发电部G和歧管M的周围的框部F的位置对层叠体1赋予夹持力的构造。

更具体而言，与图7的（A）所示的实施方式相同，加强板3和组装板4的突出部3E、突出部4C是截面V字形的突出部3E、截面扁平梯形的突出部4C。而且，特别是组装板4的突出部4C具有从单位电池单元FC的长边的端部附近到用于分隔发电部G和歧管M的框部F的附近的横向宽度。由此，如图19的（B）中的斜线所示，由突出部3E、突出部4C向层叠体1施加的夹持力在单位电池单元FC的长边上的歧管M的两侧位置向单位电池单元FC的短边方向赋予夹持力。

上述燃料电池堆FS能够获得与之前的实施方式相同的作用和效果，而且，还能够避免对单位电池单元FC的刚性较低的部分、即发电部G、歧管M的部分施加按压负荷，从而将由加强板3和突出部3E、4C产生的夹持力有效地赋予层叠体1。

另外，由于在歧管M内始终流通有大量的反应用气体，因此，通过避开该歧管M的部分地赋予夹持力，从而能够防止歧管M的损坏、阻止反应用气体的漏出。而且，在发电部G中，产生水蒸气且透过量较多，因此，如图19的（B）中的网格线所示，通过使换气空间8邻接于发电部G，能够有效地防止产生结露。

图20是用于说明本发明的燃料电池堆的再一其他的实施方式的图。

如上所述，本发明的燃料电池堆FS能够作为车辆的驱动用电源搭载于车辆。在该情况下，作为更优选的实施方式，如图20的（A）所示，可以将自换气空间8向外部换气的换气口6设为朝向车辆前后方向开放的构造。在图示例中，电池单元层叠方向为车辆前后方向，在组装板4的两侧以预定间隔分别排列有三个换气口6。

如图20的（B）所示，在上述燃料电池堆FS中，随着车辆的行驶而导入的外部空气从前方的换气口6自然地流入，在内部流通后从后方的换气口6流出。由此，车辆行驶中的换气量大幅增加，因而能够实现换气功能的进一步提高。

另外，在本发明的燃料电池堆FS作为车辆的驱动用电源搭载于车辆的情况下，作为更优选的实施方式，可以将上述换气口6设为朝向车辆后方而开放的构造。在该燃料电池堆FS中，除了具有良好的换气功能以外，还能够防止在车辆行驶过程中水、粉尘等异物进入到内部。

作为更优选的实施方式，能够将本发明的燃料电池堆设为在加强板3的至少层叠体侧的表面实施绝缘涂敷的结构。另外，还能够在组装板4的层叠体1侧的表面实施绝缘涂敷。由此，在上述燃料电池堆FS中，即使不向加强板3和层叠体1之间、组装板4和层叠体1之间插入绝缘构件，也能够确保内外的绝缘性，能够有助于进一步削减部件件数、进一步降低制造的工作量、成本。

本发明的燃料电池堆的结构并不限定于上述各实施方式，在不脱离本发明的要旨的范围内，能够对各结构部位的形态、数量及材质等进行适当的变更。

例如，在上述实施方式中，在层叠体的短边侧、即第1外周面和第3外周面上配置了加强板，但也可以不在第1外周面和第3外周面上设置加强板，而在层叠体的长边侧、即第2外周面和第4外周面上设置加强板。

附图标记说明

FC、单位电池单元；FS、燃料电池堆；G、发电部；F、框部；M、歧管；1、层叠体；2、端板；3、加强板；3A、基板部；3B、保持部；3C、安装部；3E、突出部；4、组装板；4A、安装部；4C、突出部；6、换气口；8、换气空间。

Claims (14)

1.一种燃料电池堆，其特征在于，

该燃料电池堆包括：

层叠体，其是通过层叠多个四边形板状的单位电池单元而成的；

端板，其配置在层叠体的电池单元层叠方向的两端面；

一对加强板，在沿着周向将层叠体的平行于电池单元层叠方向的四个表面作为第1外周面～第4外周面时，其配置在第1外周面和第3外周面，并且，在该燃料电池堆中将两端板与各加强板分别连结起来；

各加强板包括：基板部，其用于覆盖层叠体的第1外周面或者第3外周面；一对保持部，其自基板部以与基板部垂直的方式延伸并覆盖层叠体的第2外周面的一部分和第4外周面的一部分，并且各保持部形成有作为弹簧元件来支承层叠体的结构，

上述加强板的上述保持部和/或上述端板的外周面上设有用于避免它们相互接触的非干涉部。

2.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其特征在于，

该燃料电池堆包括用于覆盖层叠体的第2外周面和第4外周面的一对组装板，并且将两端板与各组装板分别连结起来；

组装板夹设于各加强板的保持部和层叠体之间，

在上述组装板的供上述端板安装的安装部的两侧设有用于避免与上述端板接触的非干涉部。

3.根据权利要求1或2所述的燃料电池堆，其特征在于，

加强板在保持部上包括向层叠体侧突出的突出部。

4.根据权利要求3所述的燃料电池堆，其特征在于，

组装板在与保持部重合的重合部分包括向保持部侧突出的突出部。

5.根据权利要求4所述的燃料电池堆，其特征在于，

在加强板的垂直于电池单元层叠方向的截面上，加强板的突出部与组装板的突出部互相抵接，并且组装板的突出部为沿着电池单元层叠方向形成的肋，上述肋形成有将对方侧的突出部的抵接位置作为负荷点的梁构造。

6.根据权利要求1、2、4、5中任一项所述的燃料电池堆，其特征在于，

加强板以使保持部挠曲的状态安装于层叠体。

7.根据权利要求1、2、4、5中任一项所述的燃料电池堆，其特征在于，

加强板在电池单元层叠方向上的至少中间部包括保持部。

8.根据权利要求1、2、4、5中任一项所述的燃料电池堆，其特征在于，

加强板在电池单元层叠方向上包括多个保持部。

9.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其特征在于，

该燃料电池堆包括用于覆盖层叠体的第2外周面和第4外周面的一对组装板，并且将两端板和各组装板分别连结起来，在层叠体的第2外周面与各组装板之间和第4外周面与各组装板之间设有与外部连通的换气空间。

10.根据权利要求9所述的燃料电池堆，其特征在于，

形成在层叠体和组装板之间的换气空间具有大于由振动产生的层叠体的位移量的一半与组装板的位移量一半之和的间隔。

11.根据权利要求4所述的燃料电池堆，其特征在于，

上述组装板的突出部在至少端部包括自换气空间向外部换气的换气口。

12.根据权利要求4所述的燃料电池堆，其特征在于，

单位电池单元在其中央的位置包括发电部，并且，在发电部的两侧包括用于供反应用气体流通的歧管，上述组装板的上述突出部在形成发电部和歧管的周围的框部的位置对层叠体赋予夹持力。

13.根据权利要求9～11中任一项所述的燃料电池堆，其特征在于，

该燃料电池堆作为车辆的驱动用电源而搭载于车辆，自换气空间向外部换气的换气口朝向车辆前后方向开放。

14.根据权利要求11所述的燃料电池堆，其特征在于，

上述换气口朝向车辆后方开放。