CN110061255B - 燃料电池堆的制造方法和燃料电池堆 - Google Patents

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Abstract

燃料电池堆具备以串联连接的方式被层叠的多个发电单元以及使冷却水流通的冷却水路。各发电单元包含膜电极接合体和夹住该膜电极接合体的一对隔板。各隔板由金属板构成。冷却水路由以在发电单元的层叠方向上排列的方式形成于隔板的贯通孔构成。燃料电池堆的制造方法包括：作为冷却水使用包含电沉积涂料粒子的冷却水并运行燃料电池堆，从而在燃料电池堆的多个隔板中的、成为高电位的隔板的表面形成由电沉积涂料构成的被覆层。

Description

燃料电池堆的制造方法和燃料电池堆
技术领域
本发明涉及具有冷却水流通的冷却水路的燃料电池堆的制造方法以及燃料电池堆。
背景技术
固体高分子型的燃料电池的发电单元具备膜电极接合体(所谓的MEA)以及夹住膜电极接合体的一对隔板。各隔板由金属板构成。膜电极接合体具备由离子交换膜构成的电解质膜以及夹住该电解质膜的一对电极。在该发电单元中，在一个隔板与膜电极接合体之间的气体流路供给燃料气体(例如氢气)，在另一个隔板与膜电极接合体之间的气体流路供给氧化气体(例如空气)。并且，燃料电池堆具有多个发电单元以串联连接的方式被层叠的构造。
现实中会对这种燃料电池堆进行冷却以使其温度不会变得过高。在该燃料电池堆中，例如在相邻的发电单元之间，详细地讲在被一个发电单元的隔板与另一个发电单元的隔板夹住的部分划定形成有冷却水的流路(单元间通路)。另外，在燃料电池堆的内部形成有在发电单元的层叠方向上以贯通各发电单元的隔板的方式延伸的两个通路(冷却水导入路和冷却水排出路)。上述单元间通路并联连接在冷却水导入路与冷却水排出路之间。作为周边设备，该燃料电池堆具有水供给装置。水供给装置进行向冷却水导入路的冷却水的供给和来自冷却水排出路的冷却水的回收。并且，在水供给装置工作而冷却水流入燃料电池堆的内部(冷却水导入路、冷却水排出路以及各单元间通路)时，通过冷却水与燃料电池堆之间的热交换，对该燃料电池堆进行冷却。
此处在上述燃料电池堆中，在其工作时，在层叠方向上的一侧(燃料电池堆的正输出端子侧)的发电单元的隔板与另一侧(燃料电池堆的负输出端子侧)的发电单元的隔板之间产生电位差。并且，以在层叠方向上贯通这种隔板的方式形成冷却水导入路和冷却水排出路。因此，存在如下问题：由于流过冷却水导入路(或者冷却水排出路)的内部的冷却水和上述电位差，在隔板产生电气性的腐蚀(所谓的电腐蚀)。
能够通过在各发电单元的隔板的表面形成由具有绝缘性的材料构成的被覆层来抑制电腐蚀的产生。但是，由于各隔板由金属板构成并且构成燃料电池堆中的发电电路的一部分(详细地讲为连接相邻的发电单元的部分)，因此当在这些隔板的整个面形成被覆层时，无法得到燃料电池堆的发电功能。基于该点，在日本特开2007-242576号公报公开了当在隔板的表面形成被覆层时，部分地对该表面进行掩膜处理的内容。通过采用这种形成方法，不用在隔板表面上的不需要的部分(连接相邻的发电单元的部分)形成被覆层。
发明内容
发明所要解决的课题
在上述燃料电池堆的制造时，需要对所有的发电单元的隔板进行在对隔板表面施加掩膜的基础上形成被覆层之后去除该掩膜的复杂的作业。这种作业成为使燃料电池堆的生产性降低的因素。
本发明的目的在于，提供能够实现生产性的提高的燃料电池堆的制造方法以及该燃料电池堆。
用于解决课题的手段
用于解决上述课题的燃料电池堆的制造方法，该燃料电池堆具备：多个发电单元，以串联连接的方式被层叠，各发电单元包含膜电极接合体和夹住该膜电极接合体的一对隔板，各隔板由金属板构成；以及冷却水路，由以在所述发电单元的层叠方向上排列的方式形成于所述隔板的贯通孔构成，使冷却水流通。所述制造方法包括：作为所述冷却水使用包含电沉积涂料粒子的冷却水并且运行所述燃料电池堆，在所述燃料电池堆的多个所述隔板中的、成为高电位的隔板的表面形成由电沉积涂料构成的被覆层。
用于解决上述课题的燃料电池堆，具备：多个发电单元，以串联连接的方式被层叠，各发电单元包含膜电极接合体和夹住该膜电极接合体的一对隔板，各隔板由金属板构成；以及冷却水路，由以在所述发电单元的层叠方向上排列的方式形成于所述隔板的贯通孔构成，使冷却水流通，在所述燃料电池堆的多个所述隔板中的、成为高电位的隔板的表面形成有被覆层，该被覆层通过作为所述冷却水使用包含电沉积涂料粒子的冷却水并运行所述燃料电池堆而形成且由电沉积涂料构成。
用于解决上述课题的燃料电池堆，具备：多个发电单元，以串联连接的方式被层叠，各发电单元包含膜电极接合体和夹住该膜电极接合体的一对隔板，各隔板由金属板构成；以及冷却水路，由以在所述发电单元的层叠方向上排列的方式形成于所述隔板的贯通孔构成，使冷却水流通，所述冷却水包含电沉积涂料粒子。
附图说明
图1是示出搭载一实施方式的燃料电池堆的车辆的概略结构的示意图。
图2是燃料电池堆的侧视图。
图3是发电单元的分解立体图。
图4是上游侧隔板的俯视图。
图5是框架板的俯视图。
图6是示出内部水通路的概略构造的剖视图。
图7A是示出燃料电池堆中的冷却水导入路及其周边的概略构造的剖视图。
图7B是示出燃料电池堆中的冷却水排出路及其周边的概略构造的剖视图。
图8A是各隔板的贯通孔及其周边的俯视图。
图8B是各隔板的贯通孔及其周边的俯视图。
具体实施方式
以下，对燃料电池堆的制造方法以及该燃料电池堆的一实施方式进行说明。
如图1所示，在车辆10搭载有作为驱动源的电动机11以及向该电动机11供给电力的燃料电池堆30。燃料电池堆30具有多个固体高分子型燃料电池的发电单元。这些发电单元以串联连接的方式被层叠。在本实施方式中，发电单元的数量为400。在车辆10设置有填充有燃料(在本实施方式中，氢气)的燃料箱12以及对空气进行过滤的过滤器13。并且，从燃料箱12向燃料电池堆30、详细地讲向各发电单元供给燃料气体(氢气)，并且经由过滤器13供给氧化剂气体(空气)。燃料电池堆30利用这些燃料气体和氧化剂气体来产生电力。
在车辆10设置有用于冷却燃料电池堆30的电池冷却系统14。该电池冷却系统14通过在燃料电池堆30的内部划定形成且冷却水流通的内部水通路31(冷却水导入路43、冷却水排出路44以及单元间通路45)和进行向该内部水通路31的冷却水的给排的水给排装置20等构成。
水给排装置20具有散热器21、外部水通路22、23、旁通水路24、水泵25以及恒温阀26等。散热器21是用于通过与外气的热交换来对通过内部的冷却水进行冷却的热交换器。外部水通路22是用于将从上述内部水通路31(冷却水排出路44)流出的冷却水引导到散热器21的通路。外部水通路23是用于使通过了散热器21之后的冷却水回到内部水通路31(冷却水导入路43)的通路。旁通水路24是以迂回散热器21的方式连通外部水通路22与外部水通路23的通路。水泵25设置在外部水通路23。该水泵25工作，从而使填充在电池冷却系统14内部的冷却水被强制循环。恒温阀26是开度根据抵接的冷却水的温度而变化的三通阀，设置在外部水通路22与旁通水路24的连接部分。外部水通路22和旁通水路24的通路截面积通过恒温阀26的开度变化而被变更，以调节流向散热器21的冷却水的流入量。在本实施方式中，通过这种恒温阀26的工作，自动地调节冷却水的温度以达到预定温度(本实施方式中为摄氏85度)。
以下，对燃料电池堆30的构造进行详细说明。
如图2所示，在燃料电池堆30的内部，多个发电单元50以串联连接的方式被层叠。燃料电池堆30具有配置为在层叠方向D上夹入这些发电单元50的一对接线板。一对接线板由正侧接线板33和负侧接线板34构成。
在正侧接线板33设置有燃料电池堆30的正输出端子(省略图示)。由绝缘材料构成的绝缘体35和压板36被安装为覆盖正侧接线板33的层叠方向D上的外侧(图2的右侧)表面。
在负侧接线板34设置有燃料电池堆30的负输出端子(省略图示)。电池组歧管37被安装为覆盖负侧接线板34的层叠方向D上的外侧(图2的左侧)表面。在电池组歧管37连接有对燃料气体进行给排的燃料气体配管37A、对氧化剂气体(具体地讲为空气)进行给排的氧化剂气体配管37B以及对冷却水进行给排的冷却水配管37C。经由该电池组歧管37进行向燃料电池堆30内部的燃料气体的给排、向该燃料电池堆30内部的氧化剂气体的给排以及向内部水通路31的冷却水的给排。
燃料电池堆30具有一对连接板38，该一对连接板38位于在与层叠方向D垂直的方向(图2的上下方向)上夹住发电单元50的位置。一对连接板38沿着发电单元50的外表面延伸。这些连接板38的一个(图2的右侧)端部被螺栓紧固固定在压板36，另一个(图2的左侧)端部被螺栓紧固固定在电池组歧管37。由此，燃料电池堆30具有如下结构：多个发电单元50、接线板33、34以及绝缘体35被夹持在压板36与电池组歧管37之间。
接着，对发电单元50的构造进行详细说明。
如图3所示，发电单元50具有膜电极接合体51。该膜电极接合体51具有5层构造，具备作为固体高分子膜的电解质膜、夹住该电解质膜的一对电极、由夹住这些电解质膜和电极的碳片构成的一对气体扩散层。发电单元50具备上游侧隔板60、下流侧隔板70以及被夹在这些隔板60、70之间的平板形状的框架板80。框架板80的中央部分构成上述膜电极接合体51。框架板80中的上述中央部分以外的部分由绝缘体构成。
如图3和图4所示，上游侧隔板60是通过对金属(不锈钢)制的薄板状部件进行冲压加工而被赋予凹凸的。该凹凸具有划出使燃料气体在发电单元50的内部通过的流路的作用和划出使冷却水在相邻的发电单元50之间流通的流路(图1所示的单元间通路45)的作用。在本实施方式中，上游侧隔板60的大小在俯视时为“0.06”平方米左右。另外，图4示出与框架板80(参照图3)相对的面成为跟前的状态的上游侧隔板60。
上游侧隔板60具有贯通孔61～66。贯通孔61设置在上游侧隔板60的长度方向(图4的左右方向)上的第1缘部的上方部分(图4的左上)。贯通孔61构成向各发电单元50的内部分配并导入燃料气体的燃料气体导入路39的一部分。贯通孔62设置在上游侧隔板60的长度方向上的第2缘部的下方部分(图4的右下)。贯通孔62构成从各发电单元50排出燃料气体的燃料气体排出路40的一部分。贯通孔63设置在上游侧隔板60的长度方向上的第2缘部的上方部分(图4的右上)。贯通孔63构成向各发电单元50的内部分配并导入作为氧化剂气体的空气的空气导入路41的一部分。贯通孔64设置在上游侧隔板60的长度方向上的第1缘部的下方部分(图4的左下)。贯通孔64构成从各发电单元50排出空气的空气排出路42的一部分。贯通孔65设置在上游侧隔板60的长度方向上的第1缘部。贯通孔65构成向各发电单元50的单元间通路45分配并导入冷却水的冷却水导入路43(冷却水路)的一部分。贯通孔66设置在上游侧隔板60的长度方向上的第2缘部。贯通孔66构成使通过单元间通路45之后的冷却水合流并排出的冷却水排出路44(冷却水路)的一部分。另外，贯通孔61、62、63、64的周缘部分通过向从框架板80分开的方向(图4的纸面中的里侧)凹陷的凹部61A、62A、63A、64A构成。各贯通孔61、62、63、64在对应的凹部61A、62A、63A、64A的底部上开口。另外，上游侧隔板60的外缘部分由向从框架板80分开的方向凹陷的凹部68构成。
另外，在上游侧隔板60的长度方向上的中央部分，形成有向从框架板80分开的方向凹陷的凹部67。该凹部67的形成范围包含与膜电极接合体51邻接的部分(图4中由虚线所示的部分)。在发电单元50(图3)的内部，上游侧隔板60与上述框架板80密合。由此，在上游侧隔板60与框架板80之间，通过凹部67划定形成有构成燃料气体通过的流路的一部分的空间。另外，上述凹部67的底壁成为具有凹凸(省略图示)的形状。
如图3和图5所示，框架板80具有贯通孔81～86。这些贯通孔81～86设置在与上游侧隔板60的贯通孔61～66对应的位置。各贯通孔81～86构成对应的流体流路(燃料气体导入路39、燃料气体排出路40、空气导入路41、空气排出路42、冷却水导入路43以及冷却水排出路44)的一部分。在发电单元50的内部，在这些贯通孔81～86的周缘上，框架板80与上游侧隔板60(图3)密合。由此，在框架板80与上游侧隔板60的相对面之间，燃料气体导入路39、燃料气体排出路40、空气导入路41、空气排出路42、冷却水导入路43以及冷却水排出路44相对于其外部被密封。
其中，如图3和图5所示，在框架板80形成有多个长孔81A，长孔81A从上游侧隔板60的与贯通孔61(详细地讲为凹部61A)邻接的位置延伸到与凹部67邻接的位置。详细地讲，在本实施方式中，五个长孔81A形成在框架板80。这些长孔81A在上游侧隔板60与下流侧隔板70(参照图1)之间成为连通燃料气体导入路39(详细地讲为贯通孔61)与凹部67的内部的隙间。
另外，在框架板80形成有多个长孔82A，长孔82A从上游侧隔板60的与贯通孔62(详细地讲为凹部62A)邻接的位置延伸到与凹部67邻接的位置。详细地讲，在本实施方式中，五个长孔82A形成在框架板80。这些长孔82A在上游侧隔板60与下流侧隔板70之间成为连通燃料气体排出路40(详细地讲为贯通孔62)与凹部67的内部的隙间。
并且，如图3中由白底箭头所示，在燃料电池堆30的内部，燃料气体按照“燃料气体导入路39→长孔81A→凹部67的内部→长孔82A→燃料气体排出路40”的顺序流动。
下流侧隔板70具有与上游侧隔板60相同的基本构造。因此，以下省略对下流侧隔板70的构造的详细说明。另外，图3的下流侧隔板70表示与框架板80相对的面成为里侧的状态的下流侧隔板70。
下流侧隔板70具有划出使空气在发电单元50的内部通过的流路的作用和划出单元间通路45的作用。
下流侧隔板70具有贯通孔71～76。贯通孔71设置在下流侧隔板70的长度方向上的第1缘部的上方部分(图3的左上)，构成所述燃料气体导入路39的一部分。贯通孔72设置在下流侧隔板70的长度方向上的第2缘部的下方部分(图3的右下)，构成所述燃料气体排出路40的一部分。贯通孔73设置在下流侧隔板70的长度方向上的第2缘部的上方部分(图3的右上)，构成所述空气导入路41的一部分。贯通孔74设置在下流侧隔板70的长度方向上的第1缘部的下方部分(图3的左下)，构成所述空气排出路42的一部分。贯通孔75设置在下流侧隔板70的长度方向上的第1缘部，构成所述冷却水导入路43的一部分。贯通孔76设置在下流侧隔板70的长度方向上的第2缘部，构成所述冷却水排出路44的一部分。
另外，贯通孔71、72、73、74的周缘部分通过向从框架板80分开的方向凹陷的凹部71A、72A、73A、74A构成。各贯通孔71、72、73、74在对应的凹部71A、72A、73A、74A的底部上开口。另外，下流侧隔板70的外缘部分通过向从框架板80分开的方向凹陷的凹部78构成。
下流侧隔板70的长度方向上的中央部分的凹部77的形成范围包含与膜电极接合体51邻接的部分(参照图4中的虚线)。在发电单元50的内部，下流侧隔板70与上述框架板80密合。由此，在下流侧隔板70与框架板80之间，通过凹部77划定形成构成空气通过的流路的一部分的空间。
另外，在发电单元50的内部，在框架板80的各贯通孔81～86的周缘上，该框架板80与下流侧隔板70密合。由此，在框架板80与下流侧隔板70的相对面之间，燃料气体导入路39、燃料气体排出路40、空气导入路41、空气排出路42、冷却水导入路43以及冷却水排出路44相对于其外部被密封。
其中，如图3和图5所示，在框架板80形成有多个长孔83A，长孔83A从下流侧隔板70的与贯通孔73(详细地讲为凹部73A)邻接的位置延伸到与凹部77邻接的位置。详细地讲，在本实施方式中，五个长孔83A形成在框架板80。这些长孔83A在上游侧隔板60与下流侧隔板70之间成为连通空气导入路41(详细地讲为贯通孔73)与凹部77的内部的隙间。
另外，在框架板80形成有多个长孔84A，长孔84A从下流侧隔板70的与贯通孔74(详细地讲为凹部74A)邻接的位置延伸到与凹部77邻接的位置。详细地讲，在本实施方式中，五个长孔84A形成在框架板80。这些长孔84A在上游侧隔板60与下流侧隔板70之间成为连通空气排出路42(详细地讲为贯通孔74)与凹部77的内部的隙间。
并且，如图3中由斜线箭头所示，在燃料电池堆30的内部，空气按照“空气导入路41→长孔83A→凹部77的内部→长孔84A→空气排出路42”的顺序流动。
如图6中示意地示出，燃料电池堆30具有多个发电单元50被层叠的构造。在燃料电池堆30内部，在相邻的发电单元50之间划定形成有单元间通路45。
具体地讲，在燃料电池堆30被组装的状态下，成为相邻的发电单元50中的一个发电单元50的上游侧隔板60的外缘部分(详细地讲为凹部68的底壁)与另一个发电单元50的下流侧隔板70的外缘部分(详细地讲为凹部78的底壁)密合的状态。由此，通过一个发电单元50的上游侧隔板60外表面和另一个发电单元50的下流侧隔板70外表面来划定形成有单元间通路45。
另外，在上游侧隔板60的贯通孔65、66的周缘和下流侧隔板70的贯通孔75、76的周缘上，没有形成向从框架板80分开的方向凹陷的凹部。因此，在贯通孔65、66和贯通孔75、76的周缘，彼此相邻的隔板60、70的外表面彼此分开。因此，上游侧隔板60的贯通孔65、66和下流侧隔板70的贯通孔75、76成为对于这些隔板60、70之间的单元间通路45开口(连通)的状态。如上所述，单元间通路45分别与冷却水导入路43(贯通孔65、75)和冷却水排出路44(贯通孔66、76)连通。
另外，在燃料电池堆30被组装的状态下，成为相邻的发电单元50中的一个发电单元50的上游侧隔板60的贯通孔61～64的周缘全周(详细地讲为凹部61A～64A的底壁)与另一个发电单元50的下流侧隔板70的贯通孔71～74的周缘全周(详细地讲为凹部71A～74A的底壁)密合的状态。因此，在彼此相邻的上游侧隔板60和下流侧隔板70中，贯通孔61～64和贯通孔71～74没有对这些隔板60、70之间的单元间通路45开口(连通)。
并且，如图3中由点影线箭头所示且图6中由箭头所示，在燃料电池堆30的内部，冷却水按照“冷却水导入路43→隔板60、70间的单元间通路45→冷却水排出路44”顺序流动。
此处，在组装车辆10时，在对于该车辆10的燃料电池堆30和水给排装置20的组装完成之后，进行向电池冷却系统14内部的冷却水的注入。
在本实施方式中，作为此时注入到电池冷却系统14内的冷却水，采用以乙二醇为主成分且包含电沉积涂料粒子的冷却水。关于该电沉积涂料粒子，详细地讲为在冷却水中具有负(阴)电荷(所谓的负离子电沉积涂料)且通过燃料电池堆30的产生热(运行热)而适当地固化的粒子。在本实施方式中，作为电沉积涂料粒子，采用在比电池冷却系统14中的冷却水的目标温度(摄氏85度)低的温度(例如，摄氏80度)下固化的粒子。另外，在本实施方式中，注入到电池冷却系统14内的冷却水的电沉积涂料粒子的浓度为“0.5％”左右。具体地讲，作为对电池冷却系统14的正常注入量的“20升”的冷却水，包含“100克”左右的电沉积涂料粒子。
以下，对基于采用这种冷却水的作用进行说明。
在本实施方式中，通过使冷却水为电沉积涂料的水溶液、使内部水通路31(特别是冷却水导入路43和冷却水排出路44)为充满水溶液的容器、使在燃料电池堆30中对应的发电单元50的上游侧隔板60和下流侧隔板70为阳极(被涂装物)、使在燃料电池堆30中其他对应的发电单元50的上游侧隔板60和下流侧隔板70为阴极的负离子电沉积涂装，在这些隔板60、70的表面形成电沉积涂料的层(被覆层90)。
详细地讲，如图6所示，在燃料电池堆30的内部被划定形成的冷却水导入路43和冷却水排出路44(冷却水路)分别成为以贯通所有的发电单元50的上游侧隔板60和下流侧隔板70的方式在层叠方向D上延伸的一个通路。并且，在这些冷却水导入路43和冷却水排出路44的内部充满有冷却水。因此，冷却水导入路43的内部和冷却水排出路44的内部作为负离子电沉积涂装中的电沉积涂料的水溶液积存的容器来发挥功能。
另外，在燃料电池堆30的运行时，层叠方向D上的上述正侧接线板33(图2参照)侧的发电单元50的隔板60、70的电位变高，负侧接线板34侧的发电单元50的隔板60、70的电位变低。并且，这些隔板60、70成为浸入冷却水导入路43的内部或冷却水排出路44的内部的状态。因此，正侧接线板33侧的发电单元50的隔板60、70成为负离子电沉积涂装中的阳极(被涂装物)，负侧接线板34侧的发电单元50的隔板60、70成为负离子电沉积涂装中的阴极。
而且，通过燃料电池堆30的产生热，各隔板60、70的温度和冷却水的温度变得比周围温度高。并且，这种燃料电池堆30的产生热作为使通过负离子电沉积涂装附着在隔板60、70的表面的电沉积涂料固化的热来发挥作用。
通过本实施方式，利用在上述正侧接线板33侧的发电单元50的隔板60、70与上述负侧接线板34侧的发电单元50的隔板60、70之间产生的电位差和燃料电池堆30的产生热，能够通过负离子电沉积涂装在隔板60、70的表面形成被覆层90。由此，能够通过利用包含电沉积涂料粒子的冷却水来运行燃料电池堆30的简单的作业，在燃料电池堆30的运行时成为高电位的隔板60、70、即有可能产生电腐蚀的隔板60、70的表面形成被覆层90。
在图7A～图8B示出形成在隔板60、70的表面的被覆层90的一例。另外，图7A示意地示出燃料电池堆30中的冷却水导入路43及其周边的截面构造。图7B示意地示出燃料电池堆30中的冷却水排出路44及其周边的截面构造。另外，图8A示出各隔板60(或者隔板70)的贯通孔65(或者贯通孔75)及其周边的平面构造。图8B示出各隔板60(或者隔板70)的贯通孔66(或者贯通孔76)及其周边的平面构造。在图7A～图8B中，为了易于理解，比实际厚度(本实施方式中为几十微米)夸大示出被覆层90的厚度。
如图7A～图8B所示，被覆层90形成在各隔板60、70的贯通孔65、66、75、76的内缘部分中的不与上述框架板80接触的部分。另外，在贯通孔65、66、75、76的内缘部分中的与上述框架板80接触的部分，由于该框架板80密合且冷却水几乎不会侵入，因此没有形成被覆层90。
此处，假设在对所有的隔板60、70(在本实施方式中，共计800张隔板)逐个施加了掩膜的基础上形成用于抑制电腐蚀的产生的被覆层90时，其作业非常费时，燃料电池堆30的生产性变差。
对于该点，在本实施方式中，作为用于形成被覆层90的作业，不需要进行这种费时的作业。即，在本实施方式中，仅进行在组装车辆10(燃料电池堆30和周边设备)的基础上运行燃料电池堆30这样的作业即可，因此能够在非常短的作业时间内在多个隔板60、70的表面形成被覆层90。因此，能够提高燃料电池堆30的生产性。
而且，电沉积涂装与喷涂相比，能够形成均匀厚度的涂膜。在本实施方式中，由于通过这种电沉积涂装在隔板60、70的表面形成被覆层90，因此能够通过比较薄的被覆层90适当地保护隔板60、70的表面。因此，与通过喷涂形成被覆层的情况相比，能够减少在被覆层90的形成中使用的涂料(电沉积涂料)的使用量。
另外，在本实施方式中，燃料电池堆30的运行时的电位比较高的正输出端子侧的隔板60、70相当于配置在图2中由“AR1”所示的范围的发电单元50的隔板60、70，基于负离子电沉积涂装的特性，在这些正输出端子侧的隔板60、70(本实施方式中为780张隔板)形成有被覆层90。相对于此，燃料电池堆30的运行时的电位低的负输出端子侧的隔板60、70相当于配置在图2中由“AR2”所示的范围的发电单元50的隔板60、70，在这些负输出端子侧的隔板60、70(本实施方式中为20张隔板)没有形成被覆层90。
如上所述，根据本实施方式，能够在由于燃料电池堆30运行时成为高电位而有可能电腐蚀的隔板60、70的表面可靠地形成被覆层90，因此能够适当地抑制燃料电池堆30中的电腐蚀的产生。而且，能够在由于燃料电池堆30运行时为低电位而不会产生电腐蚀的隔板60、70的表面不形成被覆层90，因此能够确保抑制燃料电池堆30中的电腐蚀的产生的功能，并且与在所有的隔板60、70形成相同的被覆层90的情况相比，能够减少电沉积涂料的使用量。
以下，对制造燃料电池堆30的顺序进行说明。
首先，通过冲压加工形成上游侧隔板60和下流侧隔板70。之后，在上游侧隔板60的凹部67的内表面和下流侧隔板70的凹部77的内表面实施用于减小接触阻抗的表面处理。在该表面处理中，在各隔板60、70的凹部67、77的内表面形成由导电材料(例如碳等)构成的导电层。
之后，通过上游侧隔板60、下流侧隔板70以及单独形成的框架板80组装发电单元50。而且，通过多个发电单元50、接线板33、34、绝缘体35、压板36、电池组歧管37以及连接板38组装燃料电池堆30。
之后，将该燃料电池堆30搭载到车辆10。此时，燃料电池堆30的内部水通路31与水给排装置20的外部水通路22、23连接。并且，在电池冷却系统14的内部注入冷却水。
在本实施方式中，当如上所述组装的车辆10运行时，在隔板60、70的表面形成被覆层90。详细地讲，当车辆10运行时，水泵25工作而冷却水在电池冷却系统14内部的冷却水的流路(包含冷却水导入路43和冷却水排出路44)流通(循环)。并且，此时通过负离子电沉积涂装，在成为高电位的隔板60、70的表面附着冷却水中的电沉积涂料粒子而形成涂膜。而且，当之后通过发电单元50的产生热而燃料电池堆30的温度和电池冷却系统14内的冷却水的温度上升时，附着在各隔板60、70的表面的电沉积涂料粒子固化而成为被覆层90。由此，在隔板60、70的表面形成被覆层90。
另外，在本实施方式的车辆10中，在通过该运行在隔板60、70的表面形成被覆层90之后，也不用更换电池冷却系统14内的冷却水而继续使用。因此在本实施方式中，即使在车辆10组装工序中不进行特殊作业，也能够在组装车辆10之后通过运行该车辆10这样的通常的作业而在各隔板60、70的表面形成被覆层90。
如以上说明，根据本实施方式，能够得到以下记载的效果。
(1)能够通过使用包含电沉积涂料粒子的冷却水来运行燃料电池堆30这样的简单的作业，在有可能产生电腐蚀的隔板60、70的表面形成被覆层90。因此，能够提高燃料电池堆30的生产性。
<变形例>
也可以如下所述变更上述实施方式来实施。
·也可以在水给排装置20中的外部水通路22与旁通水路24的连接部分设置电磁控制阀来代替设置恒温阀26。在这种结构中，只要检测流过电池冷却系统14内的冷却水的温度，并且控制上述电磁控制阀的工作以使该温度成为目标温度即可。
·关于在上游侧隔板60的凹部67的内表面和下流侧隔板70的凹部77的内表面实施的表面处理，只要能够减小这些内表面的接触阻抗，则可以任意变更。作为这种表面处理，能够采用镀金处理等。另外，只要能够将隔板60、70的接触阻抗抑制得小，则也可以省略这种表面处理。
·也可以在注入了包含电沉积涂料粒子的冷却水的状态下运行车辆10而在隔板60、70的表面形成被覆层90之后，将该冷却水替换为不包含电沉积涂料粒子的冷却水。
·作为添加到冷却水的电沉积涂料粒子，只要是在冷却水中具有负电荷且通过燃料电池堆30的产生热而适当地固化，则能够采用任意的粒子。另外，能够任意变更冷却水中的电沉积涂料粒子的浓度。关键是，只要在各隔板60、70的表面形成被覆层90而所需的量的电沉积涂料包含在冷却水即可。
·在燃料电池堆30的制造(详细地讲为被覆层90的形成)时，不限于利用搭载在车辆10的水给排装置20，也可以使用载置在工厂的水给排装置20。此时，作为电沉积涂料粒子，也可以采用在比电池冷却系统14中的冷却水的目标温度高的温度下固化的粒子。根据这种结构，在通过负离子电沉积涂装使隔板60、70的表面附着电沉积涂料粒子之后，通过加热装置对冷却水进行加热而使该冷却水的温度上升到固化温度以上，从而能够使附着在隔板60、70的表面的电沉积涂料粒子固化来形成被覆层90。
·作为上游侧隔板60和下流侧隔板70，能够使用由不锈钢以外的铁合金、铝、铝合金、铜或者这些合金构成的隔板。此时，作为添加到冷却水的电沉积涂料粒子，优选根据上游侧隔板60和下流侧隔板70的形成材料，采用容易附着到这些隔板60、70的表面的特性的材料。
·上述实施方式的燃料电池堆及其制造方法，不限于搭载在车辆的燃料电池堆，还能够应用于载置在地面的类型的燃料电池堆。

Claims (2)

1.一种燃料电池堆的制造方法，所述燃料电池堆具备：
多个发电单元，以串联连接的方式被层叠，各发电单元包含膜电极接合体和夹住该膜电极接合体的一对隔板，各隔板由金属板构成；以及
冷却水路，由以在所述发电单元的层叠方向上排列的方式形成于所述隔板的贯通孔构成，使冷却水流通，
所述制造方法的特征在于，包括：
作为所述冷却水使用包含具有负电荷且通过所述燃料电池堆的产生热而适当地固化的电沉积涂料粒子的冷却水并运行所述燃料电池堆，在所述燃料电池堆的多个所述隔板中的、成为高电位的隔板的表面形成由电沉积涂料构成的被覆层。
2.一种燃料电池堆，具备：
多个发电单元，以串联连接的方式被层叠，各发电单元包含膜电极接合体和夹住该膜电极接合体的一对隔板，各隔板由金属板构成；以及
冷却水路，由以在所述发电单元的层叠方向上排列的方式形成于所述隔板的贯通孔构成，使冷却水流通，
所述燃料电池堆的特征在于，
所述冷却水包含电沉积涂料粒子，
所述电沉积涂料粒子是具有负电荷且通过所述燃料电池堆的产生热而适当地固化的粒子。
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