CN108604692A - 燃料电池的单电池构造 - Google Patents

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Abstract

燃料电池的单电池构造包括：带框架的膜电极接合体；一对分隔件，其配置于带框架的膜电极接合体的两面；气体流路部，其形成于分隔件与膜电极接合体之间，用于供给气体；歧管部，其形成有在带框架的膜电极接合体的框架和分隔件的层叠方向上贯通的孔；突出部，其实一对分隔件中的至少一个分隔件向带框架的膜电极接合体侧突出而成的，该突出部在歧管部附近支承框架；框架的延伸部，其比突出部向歧管部侧延伸；以及气体流通部，其形成于框架的延伸部，自歧管部向气体流路部供给气体。气体流通部由设于框架的延伸部的凸形状部形成。

Description

燃料电池的单电池构造
技术领域
本发明涉及一种燃料电池的单电池构造。
背景技术
以往，提案有一种能够以简单的结构确保期望的密封功能、并且在桥部形成适当的反应气体连结流路的燃料电池(参照专利文献1。)。
该燃料电池在设于分隔件之间的桥部设有通过烧结、注射成形等而一体化的由乙烯丙烯二烯橡胶、丁腈橡胶等形成的各种密封件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013－98155号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，伴随着对燃料电池的性能提高的进一步的要求，膜电极接合体、气体扩散层、框架等构件逐渐开始薄型化，单电池的分隔件间隔也进一步减小。在该情况下，对于专利文献1所述的燃料电池而言，由于利用各种密封件覆盖了分隔件端部，因此，燃料电池的桥部的气体流通部高度降低，产生压损增加的可能性升高。
本发明即是鉴于这样的以往技术所具有的课题而做成的。而且，本发明的目的在于提供一种即使在单电池的分隔件间隔较小的情况下也能够实现对压损增加的抑制的燃料电池的单电池构造。
用于解决问题的方案
本发明人为了达成上述目的而进行了深入研究。而且，其结果，得出以下见解并完成了本发明：通过在框架的规定的位置设置由凸形状部形成的气体流通部，能够达成上述目的。
本发明的燃料电池的单电池构造包括带框架的膜电极接合体、一对分隔件、气体流路部、歧管部、突出部、框架的延伸部以及气体流通部。在此，带框架的膜电极接合体包括膜电极接合体和自外周支承膜电极接合体的框架。而且，一对分隔件配置于带框架的膜电极接合体的两面。此外，气体流路部形成于分隔件与膜电极接合体之间，用于供给气体。而且，歧管部形成有在框架和分隔件的层叠方向上贯通的孔。此外，突出部是一对分隔件中的至少一个分隔件向带框架的膜电极接合体侧突出而成的，突出部在歧管部附近支承框架。而且，框架的延伸部比突出部向歧管部侧延伸。此外，气体流通部形成于框架的延伸部，自歧管部向气体流路部供给气体。而且，气体流通部由形成于框架的延伸部的凸形状部形成。
发明的效果
采用本发明，能够提供一种即使在单电池的分隔件间隔较小的情况下也能够实现对压损增加的抑制的燃料电池的单电池构造。
附图说明
图1是说明本发明的一实施方式的燃料电池堆的立体图。
图2是说明本发明的一实施方式的燃料电池堆的分解状态的立体图。
图3的A是说明燃料电池单电池的立体图，图3的B是说明燃料电池单电池的分解状态的立体图。
图4是说明构成燃料电池模块的第1实施方式的燃料电池单电池的主要部位的俯视图。
图5是说明第1实施方式的燃料电池单电池的主要部位的剖视图。
图6是说明第1实施方式的燃料电池单电池的主要部位的另一剖视图。
图7是说明第1实施方式的燃料电池单电池的主要部位的又一剖视图。
图8是说明构成燃料电池模块的第2实施方式的燃料电池单电池的主要部位的俯视图。
图9是说明第2实施方式的燃料电池单电池的主要部位的剖视图。
图10是说明第2实施方式的燃料电池单电池的主要部位的另一剖视图。
图11是说明第2实施方式的燃料电池单电池的主要部位的又一剖视图。
图12是说明构成燃料电池模块的第3实施方式的燃料电池单电池的主要部位的俯视图。
图13是说明第3实施方式的燃料电池单电池的主要部位的剖视图。
图14是说明第3实施方式的燃料电池单电池的主要部位的另一剖视图。
图15是说明构成燃料电池模块的第4实施方式的燃料电池单电池的主要部位的俯视图。
图16是说明第4实施方式的燃料电池单电池的主要部位的剖视图。
图17是说明第4实施方式的燃料电池单电池的主要部位的另一剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的一实施方式的燃料电池的单电池构造。另外，为了方便说明，以下的方式中引用的附图的尺寸比例进行了放大，存在与实际的比例不同的情况。
(第1实施方式)
图1是说明本发明的一实施方式的燃料电池堆的立体图。而且，图2是说明本发明的一实施方式的燃料电池堆的分解状态的立体图。此外，图3的A是说明燃料电池单电池的立体图，图3的B是说明燃料电池单电池的分解状态的立体图。
如图1～图3所示，燃料电池堆FS包括层叠多个燃料电池单电池C并一体化而成的多个燃料电池模块M和夹装在燃料电池模块M彼此之间的密封板P。图示例的燃料电池单电池C和密封板P均为具有大致相同的纵横尺寸的矩形板状的形状。另外，在图2中示出两个燃料电池模块M和一个密封板P，但实际上层叠该数量以上的燃料电池模块M和密封板P。
而且，在燃料电池堆FS中，在燃料电池模块M的层叠方向上的两端部分别配置端板56A、56B，在燃料电池单电池C的成为长边侧的两面(图1和图2中的上表面和下表面)设有紧固板57A、57B，并且，在成为短边侧的两面设有加强板58A、58B。各紧固板57A、57B以及加强板58A、58B利用未图示的螺栓与两端板56A、56B连结。
这样，燃料电池堆FS成为图1所示的壳体一体型构造，在层叠方向上对各电池模块M和密封板P进行约束·加压而对各个燃料电池单电池C施加规定的接触面压力，良好地维持气密性、导电性等。
如图3所示，燃料电池单电池C包括：带框架的膜电极接合体10，其包括膜电极接合体12和自外周支承膜电极接合体12的框架20；一对分隔件30、30，其配置于带框架的膜电极接合体10的两面；以及歧管部H1～H6，其形成有在框架20和分隔件30的层叠方向上贯通的孔。而且，燃料电池单电池C包括气体流路部F，该气体流路部F形成于分隔件30与膜电极接合体12之间，用于供给气体。
膜电极接合体12通常被称作MEA(Membrane Electrode Assembly)，省略了详细的图示，但膜电极接合体12具有利用一对电极层(阳极、阴极)夹持由固体高分子构成的电解质膜而成的构造。该膜电极接合体12在其周围具有树脂制的框架20，并与该框架20一体化。
各分隔件30为具有表背颠倒的形状(日文：表裏反転形状)的金属制的板构件，例如为不锈钢制，能够通过冲压加工而成形为适当的形状。而且，各分隔件30的至少与膜电极接合体12相对应的部分形成为截面凹凸形状。此外，各分隔件30使凸部与膜电极接合体12接触，并且，在凹部与膜电极接合体12之间形成气体流路部F。
如图3所示，燃料电池单电池C在两短边侧分别各排列有三个歧管部H1～H3、H4～H6。这些歧管部H1～H6形成为：框架歧管部FH1～FH6、分隔件歧管部SH1～SH6分别形成于膜电极接合体12的框架20、各分隔件30的相同位置，在构成了燃料电池单电池C时彼此连通。
图3的左侧所示的各歧管部H1～H3从上侧开始依次为阴极气体排出用(H1)、冷却液供给用(H2)以及阳极气体供给用(H3)，这些歧管部在层叠方向上彼此连通并形成各自的流路。而且，图3的右侧所示的各歧管部H4～H6从上侧开始为阳极气体排出用(H4)、冷却液排出用(H5)以及阴极气体供给用(H6)，这些歧管部在层叠方向上彼此连通并形成各自的流路。另外，对于各歧管部H1～H6的供给以及排出的位置关系，可以是一部分相反或全部相反。
上述的燃料电池单电池C通过层叠规定张数而形成燃料电池模块M。此时，在相邻的燃料电池单电池C彼此之间形成冷却液(例如水)的流路，在相邻的燃料电池模块M彼此之间也形成冷却液的流路。因而，密封板P配置于燃料电池模块M彼此之间、即冷却液的流路内。密封板P与上述的燃料电池单电池C分开地形成，并形成有与燃料电池单电池C相同的歧管部H1～H6。
图4是说明构成燃料电池模块的第1实施方式的燃料电池单电池的主要部位的俯视图。也就是说，图4是图3所示的燃料电池单电池的由Z线包围起来的部分的俯视图。但是，对上侧的分隔件省略了记载。而且，用虚线示出了下侧的分隔件。而且，图5是说明第1实施方式的燃料电池单电池的主要部位的剖视图。也就是说，图5是图4所示的燃料电池单电池的沿着V－V线的剖视图。但是，表示层叠了两张燃料电池单电池的状态。此外，图6是说明第1实施方式的燃料电池单电池的主要部位的另一剖视图。也就是说，图6是图4所示的燃料电池单电池的沿着VI－VI线的剖视图。而且，图7是说明图4所示的第1实施方式的燃料电池单电池的主要部位的又一剖视图。也就是说，图7是图4所示的燃料电池单电池的沿着VII－VII线的剖视图。另外，对与上述说明的结构相同的结构，标注与上述结构相同的附图标记并省略说明。
如图4～图7所示，一对分隔件30、30包括突出部31，该突出部31向带框架的膜电极接合体10侧突出、且在歧管部H3附近支承框架20。而且，框架20包括比突出部31向歧管部H3侧延伸的延伸部21。此外，燃料电池单电池C包括气体流通部G，该气体流通部G自歧管部H3向气体流路部供给气体。而且，气体流通部G由设于延伸部21的凸形状部22形成。
在本实施方式中，凸形状部22向一对分隔件30、30中的一个分隔件30侧突出。另外，图示的凸形状部22的平面形状为大致圆形。这样的凸形状部22例如能够通过压花加工而形成。在该情况下，凸形状部22具有在一对分隔件30、30中的另一分隔件30侧凹陷的形状。而且，凸形状部22与一对分隔件30、30中的一个分隔件30接触。此外，凸形状部22相对于突出部31设于沿着气体流动方向的直线上。
而且，框架歧管部FH3(H3)的开口端面20a以比分隔件歧管部SH3(H3)的开口端面30a向分隔件歧管部SH3(H3)侧突出的方式设置。
另外，图中的箭头Y表示气体流动方向，分隔件30与框架20之间被密封构件40局部地密封。而且，如图7所示，自歧管部H3供给的阳极气体在形成于凸形状部22之间的气体流通部G中流动，此外，如图6所示，在形成于框架20与下侧的分隔件30之间的气体流路中流动。
在本实施方式中，设为气体流通部由设于延伸部的凸形状部形成的结构。因此，即使在框架产生了变形的情况下，也能够确保气体流路。其结果，与框架有无变形无关，即使在单电池的分隔件间隔较小的情况下，也能够抑制压损增加。
而且，在本实施方式中，设为凸形状部相对于突出部设于沿着气体流动方向的直线上的结构。因此，相比于凸形状部和突出部未设于直线上的情况，能够确保压损较少的气体流路。其结果，与框架有无变形无关，即使在单电池的分隔件间隔较小的情况下，也能够抑制压损增加。而且，还具有使生成水容易排出的优点。
而且，在本实施方式中，设为凸形状部与一对分隔件中的一个分隔件接触的结构。因此，相比于凸形状部与一对分隔件中的任一者均未接触的情况，能够抑制框架的变形。其结果，与框架有无变形无关，即使在单电池的分隔件间隔较小的情况下，也能够抑制压损增加。
此外，在本实施方式中，设为使框架歧管开口端面比分隔件歧管开口端面向分隔件歧管部侧突出地设置的结构。其结果，与框架有无变形无关，即使在单电池的分隔件间隔较小的情况下，也能够抑制分隔件间短路。
而且，在本实施方式中，凸形状部的平面形状为大致圆形。因此，具有以下的优点：即使在组装燃料电池单电池时位置对准略微产生了偏移的情况下，也容易确保气体流路。而且，由于在靠近开口端面的位置具有弯曲部，因此，具有框架难以变形、容易确保气体流路的优点。
(第2实施方式)
图8是说明构成燃料电池模块的第2实施方式的燃料电池单电池的主要部位的俯视图。也就是说，图8是燃料电池单电池的与图3所示的由Z线包围起来的部分相同的部分的俯视图。但是，省略了对上侧的分隔件的记载。而且，用虚线表示了下侧的分隔件。而且，图9是说明第2实施方式的燃料电池单电池的主要部位的剖视图。也就是说，图9是图8所示的燃料电池单电池的沿着IX－IX线的剖视图。但是，表示层叠了两张燃料电池单电池的状态。此外，图10是说明第2实施方式的燃料电池单电池的主要部位的另一剖视图。也就是说，图10是图8所示的燃料电池单电池的沿着X－X线的剖视图。而且，图11是说明图8所示的第2实施方式的燃料电池单电池的主要部位的又一剖视图。也就是说，图11是图8所示的燃料电池单电池的沿着XI－XI线的剖视图。另外，对与在上述的实施方式中已说明的结构形同的结构，标注与上述结构相同的附图标记并省略说明。
如图8～图11所示，在本实施方式中，凸形状部22沿着气体的流动方向Y具有直线状的形状，与第1实施方式不同。也就是说，图示的凸形状部22的平面形状为在气体流动方向上具有长边、且其端部到达了开口端面的大致矩形。这样的凸形状部22例如也能够通过压花加工而形成。在该情况下，凸形状部22也具有向一对分隔件30、30的另一侧凹陷的形状。
在本实施方式中，设为气体流通部由设于延伸部的凸形状部形成的结构。因此，即使在框架产生了变形的情况下，也能够确保气体流路。其结果，与框架有无变形无关，即使在单电池的分隔件间隔较小的情况下，也能够抑制压损增加。
而且，在本实施方式中，设为凸形状部相对于突出部设于沿着气体流动方向的直线上的结构。因此，相比于凸形状部和突出部未设于直线上的情况，能够确保压损较少的气体流路。其结果，与框架有无变形无关，即使在单电池的分隔件间隔较小的情况下，也能够抑制压损增加。而且，还具有使生成水容易排出的优点。
而且，在本实施方式中，设为凸形状部与一对分隔件中的一个分隔件接触的结构。因此，相比于凸形状部与一对分隔件中的任一者均未接触的情况，能够抑制框架的变形。其结果，与框架有无变形无关，即使在单电池的分隔件间隔较小的情况下，也能够抑制压损增加。
此外，在本实施方式中，设为使框架歧管开口端面比分隔件歧管开口端面向分隔件歧管部侧突出地设置的结构。其结果，与框架有无变形无关，即使在单电池的分隔件间隔较小的情况下，也能够抑制分隔件间短路。
而且，在本实施方式中，凸形状部沿着气体的流动方向具有直线状的形状。具体而言，凸形状部的平面形状为在气体流动方向上具有长边、且其端部到达了开口端面的大致矩形。因此，具有框架难以变形、容易确保气体流路的优点。此外，还具有容易对气体流动进行整流的优点。其结果，与框架有无变形无关，即使在单电池的分隔件间隔较小的情况下，也能够抑制压损增加。
(第3实施方式)
图12是说明构成燃料电池模块的第3实施方式的燃料电池单电池的主要部位的俯视图。也就是说，图12是燃料电池单电池的与图3所示的由Z线包围起来的部分相同的部分的俯视图。但是，省略了对上侧的分隔件的记载。而且，用虚线表示了下侧的分隔件。而且，图13是说明第3实施方式的燃料电池单电池的主要部位的剖视图。也就是说，图13是图12所示的燃料电池单电池的沿着XIII－XIII线的剖视图。但是，表示层叠了两张燃料电池单电池的状态。此外，图14是说明第3实施方式的燃料电池单电池的主要部位的另一剖视图。也就是说，图14是图12所示的燃料电池单电池的沿着XVI－XVI线的剖视图。另外，图12所示的燃料电池的沿着V－V线的剖视图与图5相同。另外，对与在上述的实施方式中已说明的结构相同的结构，标注与上述结构相同的附图标记并省略说明。
如图12～图14所示，在本实施方式中，凸形状部22与一对分隔件30、30的双方接触，与第1实施方式不同。
在本实施方式中，设为气体流通部由设于延伸部的凸形状部形成的结构。因此，即使在框架产生了变形的情况下，也能够确保气体流路。其结果，与框架有无变形无关，即使在单电池的分隔件间隔较小的情况下，也能够抑制压损增加。
而且，在本实施方式中，设为凸形状部相对于突出部设于沿着气体流动方向的直线上的结构。因此，相比于凸形状部和突出部未设于直线上的情况，能够确保压损较少的气体流路。其结果，与框架有无变形无关，即使在单电池的分隔件间隔较小的情况下，也能够抑制压损增加。而且，还存在使生成水容易排出的优点。
而且，在本实施方式中，设为凸形状部与一对分隔件中的两个分隔件接触的结构。因此，相比于凸形状部与一对分隔件中的一个分隔件接触的情况，能够抑制框架的变形。其结果，与框架有无变形无关，即使在单电池的分隔件间隔较小的情况下，也能够抑制压损增加。
此外，在本实施方式中，设为使框架歧管开口端面比分隔件歧管开口端面向分隔件歧管部侧突出地设置的结构。其结果，与框架有无变形无关，即使在单电池的分隔件间隔较小的情况下，也能够抑制分隔件间短路。
而且，在本实施方式中，凸形状部的平面形状为大致圆形。因此，具有以下的优点：即使在组装燃料电池单电池时位置对准略微产生了偏移的情况下，也容易确保气体流路。而且，由于在靠近开口端面的位置具有弯曲部，因此，还具有框架难以变形、容易确保气体流路的优点。
(第4实施方式)
图15是说明构成燃料电池模块的第4实施方式的燃料电池单电池的主要部位的俯视图。也就是说，图15是燃料电池单电池的与图3所示的由Z线包围起来的部分相同的部分的俯视图。但是，省略了对上侧的分隔件的记载。而且，用虚线表示了下侧的分隔件。而且，图16是说明第4实施方式的燃料电池单电池的主要部位的剖视图。也就是说，图16是图15所示的燃料电池单电池的沿着XVI－XVI线的剖视图。但是，表示层叠了两张燃料电池单电池的状态。此外，图17是说明第4实施方式的燃料电池单电池的主要部位的另一剖视图。也就是说，图17是图15所示的燃料电池单电池的沿着XVII－XVII线的剖视图。另外，图17所示的燃料电池的沿着IX－IX线的剖视图与图9相同。另外，对与在上述的实施方式中已说明的结构相同的结构，标注与上述结构相同的附图标记并省略说明。
如图15～图17所示，在本实施方式中，凸形状部22与一对分隔件30、30中的双方接触，与第2实施方式不同。
在本实施方式中，设为气体流通部由设于延伸部的凸形状部形成的结构。因此，即使在框架产生了变形的情况下，也能够确保气体流路。其结果，与框架有无变形无关，即使在单电池的分隔件间隔较小的情况下，也能够抑制压损增加。
而且，在本实施方式中，设为凸形状部相对于突出部设于沿着气体流动方向的直线上的结构。因此，相比于凸形状部和突出部未设于直线上的情况，能够确保压损较少的气体流路。其结果，与框架有无变形无关，即使在单电池的分隔件间隔较小的情况下，也能够抑制压损增加。而且，还具有使生成水容易排出的优点。
而且，在本实施方式中，设为凸形状部与一对分隔件中的两个分隔件接触的结构。因此，相比于凸形状部与一对分隔件中的一个分隔件接触的情况，能够抑制框架的变形。其结果，与框架有无变形无关，即使在单电池的分隔件间隔较小的情况下，也能够抑制压损增加。
此外，在本实施方式中，设为使框架歧管开口端面比分隔件歧管开口端面向分隔件歧管部侧突出地设置的结构。其结果，与框架有无变形无关，即使在单电池的分隔件间隔较小的情况下，也能够抑制分隔件间短路。
而且，在本实施方式中，凸形状部沿着气体的流动方向具有直线状的形状。具体而言，凸形状部的平面形状为在气体流动方向上具有长边、且其端部到达了开口端面的大致矩形。因此，具有框架难以变形、容易确保气体流路的优点。此外，还具有容易对气体流动进行整流的优点。其结果，与框架有无变形无关，即使在单电池的分隔件间隔较小的情况下，也能够抑制压损增加。
以上，利用一些实施方式说明了本发明，但本发明并不限定于此，在本发明的主旨的范围内能够进行各种变形。
例如，在上述的实施方式中，作为在框架的规定的位置设置由凸形状部形成的气体流通部的位置，列举了供给阳极气体的部位的例子进行了说明，但本发明并不限定于此。也就是说，还能够代替供给阳极气体的部位或追加地应用于供给阴极气体的部位。而且，在这些部位的基础上进行追加，还能够应用于排出阳极气体的部位、排出阴极气体的部位。
附图标记说明
FS、燃料电池堆；C、燃料电池单电池；M、燃料电池模块；P、密封板；F、气体流路部；G、气体流通部；H1～H6、歧管部；FH1～FH6、框架歧管部；SH1～SH6、分隔件歧管部；10、带框架的膜电极接合体；12、膜电极接合体；20、框架；20a、开口端面；21、延伸部；22、凸形状部；30、分隔件；30a、开口端面；31、突出部；40、密封构件；56A、56B、端板；57A、57B、紧固板；58A、58B、加强板。

Claims (4)

1.一种燃料电池的单电池构造，其特征在于，
该燃料电池的单电池构造包括：
带框架的膜电极接合体，其包括膜电极接合体和自外周支承所述膜电极接合体的框架；
一对分隔件，其配置于所述带框架的膜电极接合体的两面；
气体流路部，其形成于所述分隔件与所述膜电极接合体之间，用于供给气体；
歧管部，其形成有在所述框架和所述分隔件的层叠方向上贯通的孔；
突出部，其是所述一对分隔件中的至少一个分隔件向所述带框架的膜电极接合体侧突出而成的，该突出部在所述歧管部附近支承所述框架；
所述框架的延伸部，其比所述突出部向所述歧管部侧延伸；以及
气体流通部，其形成于所述延伸部，用于自所述歧管部向所述气体流路部供给所述气体，
所述气体流通部由设于所述延伸部的凸形状部形成。
2.根据权利要求1所述的燃料电池的单电池构造，其特征在于，
所述凸形状部沿着所述气体的流动方向具有直线状的形状。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池的单电池构造，其特征在于，
所述凸形状部相对于所述突出部设于沿着所述气体的流动方向的直线上。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的燃料电池的单电池构造，其特征在于，
所述凸形状部与所述一对分隔件中的至少一个分隔件接触。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005063724A (ja) * 2003-08-08 2005-03-10 Toyota Motor Corp 燃料電池システム
CN101141005A (zh) * 2006-09-04 2008-03-12 佳能株式会社 燃料电池系统
WO2011033745A1 (ja) * 2009-09-16 2011-03-24 パナソニック株式会社 固体高分子型燃料電池
CN102484264A (zh) * 2010-03-17 2012-05-30 日产自动车株式会社 燃料电池单元
CN102939678A (zh) * 2010-06-15 2013-02-20 日产自动车株式会社 燃料电池单元
CN103098277A (zh) * 2011-04-05 2013-05-08 日产自动车株式会社 燃料电池单元
CN104798233A (zh) * 2012-11-21 2015-07-22 日产自动车株式会社 燃料电池单电池

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6261710B1 (en) * 1998-11-25 2001-07-17 Institute Of Gas Technology Sheet metal bipolar plate design for polymer electrolyte membrane fuel cells
JP2007305325A (ja) 2006-05-09 2007-11-22 Toyota Motor Corp 燃料電池
JP4412395B2 (ja) * 2007-11-27 2010-02-10 トヨタ自動車株式会社 燃料電池および燃料電池用ガスセパレータ
JP4903770B2 (ja) * 2008-11-26 2012-03-28 本田技研工業株式会社 燃料電池
CA2801416C (en) * 2010-06-01 2015-03-10 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell
JP5422700B2 (ja) * 2011-06-16 2014-02-19 本田技研工業株式会社 燃料電池
JP5683433B2 (ja) 2011-11-07 2015-03-11 本田技研工業株式会社 燃料電池スタック

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005063724A (ja) * 2003-08-08 2005-03-10 Toyota Motor Corp 燃料電池システム
CN101141005A (zh) * 2006-09-04 2008-03-12 佳能株式会社 燃料电池系统
WO2011033745A1 (ja) * 2009-09-16 2011-03-24 パナソニック株式会社 固体高分子型燃料電池
CN102484264A (zh) * 2010-03-17 2012-05-30 日产自动车株式会社 燃料电池单元
CN102939678A (zh) * 2010-06-15 2013-02-20 日产自动车株式会社 燃料电池单元
CN103098277A (zh) * 2011-04-05 2013-05-08 日产自动车株式会社 燃料电池单元
CN104798233A (zh) * 2012-11-21 2015-07-22 日产自动车株式会社 燃料电池单电池

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