CN110165271A - 燃料电池堆的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种燃料电池堆的制造方法,其包括:将燃料电池堆叠在第一端板上;将压力板——在该压力板上沿着该压力板的外周设置有多个突出部分——叠置在燃料电池的堆叠体上使得突出部分从堆叠体的侧面向外突出;按压突出部分,使得堆叠体在第一端板与压力板之间被按压;在按压突出部分的同时测量堆叠体在堆叠方向上的长度;在按压突出部分的同时将调节板叠置在压力板上,该调节板具有根据所测量的长度得出的厚度;以及在按压突出部分的同时将第二端板固定至第一端板,以便将堆叠体、压力板和调节板夹置在第一端板与第二端板之间。
Description
技术领域
本公开涉及燃料电池堆的制造方法。
背景技术
在燃料电池堆的制造中,其中堆叠有多个燃料电池(即,单元电池)的电池堆叠体夹置在一对端板之间。每个燃料电池的厚度例如由于膜电极气体扩散层组件(MEGA)中的气体扩散层的厚度误差而具有变化。
因此,在该对端板之间设置有具有适当厚度的垫板(即,垫片构件),使得燃料电池堆在堆叠方向上的长度的变化减小。例如,专利文献1(即,日本未经审查的专利申请公报No.2016-62852)公开了端板在堆叠仅一半燃料电池的阶段时被紧固一次,在该阶段测量该一半燃料电池的长度,根据测量值来估计电池堆叠体的长度,并根据估计值确定垫片构件的厚度。
然而,根据专利文献1的技术,由于在堆叠仅一半燃料电池的阶段测量燃料电池的长度之后需要释放端板之间的紧固以便堆叠剩余的燃料电池,因而制造燃料电池堆需要很长时间。
发明内容
本公开的目的在于提供一种能够减少制造所需时间的燃料电池堆的制造方法。
上述目的通过一种燃料电池堆的制造方法来实现,该方法包括:将多个燃料电池堆叠在第一端板上;将压力板——在该压力板上沿着该压力板的外周设置有多个突出部分——叠置在燃料电池的堆叠体上使得突出部分从堆叠体的侧面向外突出;按压突出部分,使得堆叠体在第一端板与压力板之间被按压;在按压突出部分的同时测量堆叠体在堆叠方向上的长度;在按压突出部分的同时将调节板叠置在压力板上,该调节板具有根据所测量的长度得出的厚度;以及在按压突出部分的同时将第二端板固定至第一端板,以便将堆叠体、压力板和调节板夹置在第一端板与第二端板之间。
在上面提及的制造方法中,按压突出部分可以包括:使多个臂部分别与突出部分接合,所述臂部从第一端板侧沿着堆叠方向延伸;以及使所述臂部沿着堆叠方向向第一端板侧移动。
在上面提及的制造方法中,将第二端板固定至第一端板可以包括:将沿堆叠方向延伸的多个固定构件中的每个固定构件设置在突出部分之间;以及经由固定构件将第二端板连接至第一端板。
在上面提及的制造方法中,将调节板叠置在压力板上可以包括:从具有相应不同厚度的多个板中选择具有根据所测量的长度得出的厚度的调节板;以及将所选择的调节板叠置在压力板上。
本文中所公开的另一种燃料电池堆的制造方法包括:将多个燃料电池堆叠在第一端板上;将压力板叠置在燃料电池的堆叠体上;按压压力板的多个边缘部分,使得堆叠体在第一端板与压力板之间被按压;在按压边缘部分的同时测量堆叠体在堆叠方向上的长度;在按压边缘部分的同时将具有多个切口和根据所测量的长度得出的厚度的调节板叠置在压力板上使得所述切口分别与所述边缘部分相匹配;以及在按压边缘部分的同时将第二端板固定至第一端板,以便将堆叠体、压力板和调节板夹置在第一端板与第二端板之间。
在上面提及的制造方法中,将第二端板固定至第一端板包括将第二端板在调节板上叠置成使得沿着第二端板的外周设置的多个凹部部分分别与所述切口相匹配。
在上述制造方法中,按压边缘部分可以包括:使多个臂部分别与边缘部分接合,所述臂部从第一端板侧沿着堆叠方向延伸;以及使所述臂部沿着堆叠方向向第一端板侧移动。
在上述制造方法中,将调节板叠置在压力板上可以包括:从具有相应不同厚度的多个板中选择具有根据所测量的长度得出的厚度的调节板;以及将所选择的调节板叠置在所述压力板上。
本发明的效果
根据本发明,可以减少制造燃料电池堆所需的时间。
附图说明
图1是示出了根据第一实施方式的制造方法制造的燃料电池堆的示例的立体图;
图2A是示出了燃料电池的示例的平面图,图2B是示出了压力板的示例的平面图,并且图2C是示出了垫板的示例的平面图;
图3A是示出了上端板的示例的平面图,并且图3B是示出了下端板的示例的平面图;
图4是示出了燃料电池堆的制造步骤的示例的流程图;
图5是示出了在将电池堆叠体和压力板堆叠在下端板上的步骤的示例的立体图;
图6是示出了按压压力板的步骤的示例的立体图;
图7是示出了将垫板叠置在压力板上的步骤的示例的立体图;
图8是示出了将上端板固定至下端板的步骤的示例的立体图;
图9是示出了燃料电池堆的制造装置的示例的立体图;
图10是示出了根据第二实施方式的制造方法制造的燃料电池堆的示例的立体图;
图11A是示出了压力板的示例的平面图,并且图11B是示出了垫板的示例的平面图;
图12A是示出了上端板的示例的平面图,并且图12B是示出了下端板的示例的平面图;
图13是示出了将电池堆叠体和压力板堆叠在下端板上的步骤的另一示例的立体图;
图14是示出了按压压力板的步骤的示例的立体图;
图15是示出了将垫板叠置在压力板上的步骤的示例的立体图;以及图16是示出了将上端板固定至下端板的步骤的示例的立体图。
具体实施方式
(第一实施方式)图1是示出了根据第一实施方式的制造方法制造的燃料电池堆1的示例的立体图。在图1中,将纸面的上部部分定义为竖向向上方向,并且将纸面的下部部分定义为竖向向下方向。
燃料电池堆1通过进行燃料气体、比如氢气和氧化剂气体(比如空气)的电化学反应来发电。燃料电池堆1安装在例如燃料电池车辆上并且供应用于驱动燃料电池车辆的马达的电力。燃料电池堆1的应用不限于车辆、比如燃料电池车辆,并且燃料电池堆1也用于需要电力的其他装置。
燃料电池堆1包括:作为单元电池的多个燃料电池2;压力板3;垫板4,垫板4是调节板的示例;下端板6,下端板6是第一端板的示例;上端板5,上端板5是第二端板的示例;绝缘板70和71;以及多个紧固杆80,所述多个紧固杆80是多个固定构件的示例。所述多个燃料电池2沿堆叠方向D堆叠并构成电池堆叠体2s。电池堆叠体2s是堆叠体的示例。
绝缘板70、电池堆叠体2s、绝缘板71、压力板3和垫板4依次堆叠在下端板6上。上端板5经由在电池堆叠体2s的侧面中沿堆叠方向D延伸的紧固杆80紧固至下端板6。此时,上端板5通过位于沿着上端板5的外周的多个位置处的螺栓81紧固至紧固杆80,并且下端板6以与上端板5相同的方式也通过螺栓(未示出)紧固至紧固杆80。
由此,上端板5固定至下端板6。绝缘板70、电池堆叠体2s、压力板3、垫板4和绝缘板71夹置在上端板5与下端板6之间。
此外,上端板5、绝缘板70、电池堆叠体2s、压力板3、垫板4和绝缘板71覆盖有未示出的盖构件。在下端板6上设置有用于使盖构件沿着下端板6的外周紧固的螺孔66。
尽管在图1中省略了图示,但是在燃料电池堆1中设置有穿透绝缘板70、电池堆叠体2s和下端板6的阳极入口歧管、阳极出口歧管、阴极入口歧管、阴极出口歧管、冷却介质入口歧管和冷却介质出口歧管。
燃料气体从阳极入口歧管被供应至每个燃料电池2并用于发电。燃料废气从每个燃料电池2穿过阳极出口歧管并被排放至燃料电池堆1的外部。
氧化剂气体从阴极入口歧管被供应至每个燃料电池2并用于发电。氧化剂废气从每个燃料电池2穿过阴极出口歧管并被排放至燃料电池堆1的外部。
冷却介质、比如水从冷却介质入口歧管被供应至每个燃料电池2并用于冷却。使用过的冷却介质从每个燃料电池2穿过冷却介质出口歧管并被排放至燃料电池堆1的外部。
图2A是示出了燃料电池2的示例的平面图,图2B是示出了压力板3的示例的平面图,并且图2C是示出垫板4的示例的平面图。图2A至图2C分别示出了沿堆叠方向D从上方观察燃料电池2、压力板3和垫板4时燃料电池2、压力板3和垫板4的形状。
燃料电池2通过使用从燃料电池堆1的外部供应的燃料气体和氧化剂气体来进行发电。燃料电池2呈大致矩形形状,并且在燃料电池2中设置有开口20至25和发电区域26。开口20至25分别是阳极入口歧管、冷却介质出口歧管、阴极出口歧管、阴极入口歧管、冷却介质入口歧管和阳极出口歧管的一部分。开口20至22和开口23至25跨过发电区域26并排设置在彼此相反的端部处。
燃料电池2具有未示出的例如由金属板制成的一对隔板以及未示出的夹置在隔板之间的膜-电极-气体扩散层组件(MEGA)。发电区域26是MEGA进行发电的有效区域。
压力板3呈大致矩形形状并且由于在燃料电池堆1的制造期间受到按压而将电池堆叠体2s朝向下端板6按压。因此,压力板3具有刚性,并且压力板3在堆叠方向D上的厚度大于燃料电池2和垫板4的厚度。
此外,沿着压力板3的外周设置有多个突出部分36。每个突出部分36从压力板3的侧面向外突出。在燃料电池堆1的制造期间,用于按压的臂部与每个突出部分36接合。
彼此相同数目的突出部分36相应地设置在相反两侧的相同位置处。因此,可以在按压时适当水平地保持压力板3,并且突出部分36的布置图案和数目没有限制。
在彼此相邻的突出部分36之间存在有空间37。在燃料电池堆1中,紧固杆80设置在空间37中,如由虚线指示的。因此,由于有效地使用了突出部分36之间的空间37,因而抑制了燃料电池堆1的扩大。
压力板3的尺寸除了每个突出部分36之外大致等于每个燃料电池2的尺寸。在燃料电池堆1中,压力板3的除了突出部分36之外的区域叠置在燃料电池2上。
垫板4呈大致矩形形状并且具有适当的厚度,以便调节燃料电池堆1的堆叠方向D上的高度。具有在厚度方面彼此不同的多种类型的垫板4。在燃料电池堆1的制造中,根据按压压力板3时电池堆叠体2s的堆叠方向D上的长度来选择具有适当厚度的垫板4。
垫板4的尺寸大致等于压力板3的除了每个突出部分36之外的尺寸。在燃料电池堆1中,垫板4叠置在压力板3的除了每个突出部分36之外的区域上。垫板4的刚度小于压力板3的刚度。
图3A是示出了上端板5的示例的平面图,并且图3B是示出了下端板6的示例的平面图。图3A和图3B分别示出了沿堆叠方向D从上方观察上端板5和下端板6时上端板5和下端板6的形状。
上端板5呈大致矩形形状,并且沿着上端板5的外周设置有多个突出部分56。各个突出部分56设置在不与压力板3的各个突出部分36重叠的位置处。每个突出部分56均向外突出并且均具有一对螺孔57。螺栓81被旋拧到各个螺孔57中,以将上端板5紧固至紧固杆80。
下端板6呈大致矩形形状,并且沿着下端板6的外周设置有多个螺孔66。此外,在下端板6上在与上端板5的每个螺孔57重叠的位置处设置有每个螺孔67。螺栓81被旋拧到各个螺孔67中,以将下端板6紧固至固定杆80。
此外,在下端板6中设置有开口60至65。开口60至65分别是阳极入口歧管、冷却介质出口歧管、阴极出口歧管、阴极入口歧管、冷却介质入口歧管和阳极出口歧管的一部分。开口60至62和开口63至65在彼此相反的端部处并排设置。
由于上端板5和下端板6具有高刚度,因而它们可以稳定地夹持绝缘板70、电池堆叠体2s、压力板3、垫板4和绝缘板71。
接下来,将描述燃料电池堆1的制造方法。在下面的描述中,参照图5至图8连同图4。
图4是示出了燃料电池堆1的制造步骤的示例的流程图。在燃料电池堆1的制造中,提前制备燃料电池2、压力板3、垫板4、下端板6、上端板5、绝缘板70和71、紧固杆80等。
图5是示出了将电池堆叠体2s和压力板3堆叠在下端板6上的步骤的示例的立体图。在图5中,与图1至图3的组成部分相同的组成部分由相同的附图标记表示并省略对其描述。
将下端板6安装在未示出的组装台上(步骤St1)。接下来,将所述多个燃料电池2经由绝缘板70堆叠在下端板6上(步骤St2)。由此,电池堆叠体2s被设置在下端板6上。
接下来,将压力板3叠置在电池堆叠体2s上(步骤St3)。在这种情况下,压力板3在电池堆叠体2s上叠置成使得每个突出部分36在正视图中从电池堆叠体2s的侧面水平向外突出。由此,压力板3设置成处于每个突出部分36从电池堆叠体2s突出的状态。接着,按压压力板3(步骤St4)。此处,绝缘板71设置在压力板3与电池堆叠体2s之间。
图6是示出了按压压力板3的步骤的示例的立体图。在图6中,与图1至图3以及图5的组成部分相同的组成部分由相同的附图标记表示并省略对其描述。
如箭头所指示的,通过从下端板6侧沿堆叠方向D延伸的多个臂部96向下按压压力板3。由此,电池堆叠体2s在下端板6与压力板3之间被按压。
在这种情况下,由于各个突出部分36从电池堆叠体2s的侧面向外突出,因而压力板3的除了突出部分36之外的整个平面区域可以按压电池堆叠体2s。于是,由于各个臂部96按压突出部分36,因而确保了用于将垫板4叠置在压力板3的上表面上的区域。换言之,当将垫板4从上方叠置在压力板3上时,各个臂部96不会妨碍该叠置。
各个臂部96与突出部分36接合并沿着堆叠方向D向下端板6侧移动,以按压突出部分36。更具体地,在各个臂部96的梢端处设置有爪部分96a,并且爪部分96a与突出部分36接合。因此,可以从组装台所在的下侧按压压力板3。
接下来,在各个突出部分36被按压的同时,测量堆叠长度L(步骤St5)。堆叠长度L是从下端板6的下端部至压力板3的上端部的长度。对堆叠长度L进行测量的测量装置包括例如光学传感器等,但不限于光学传感器。在该步骤中,当下端板6和压力板3各自的厚度恒定时,根据堆叠长度L来计算电池堆叠体2s在堆叠方向D上的长度L’,使得可以测得电池堆叠体2s的长度L’。
接下来,从具有相应不同厚度的多个垫板4中选择厚度与测量的堆叠长度L或单元堆叠体2s的长度L’相对应的垫板4(步骤St6)。更具体地,选择具有适当厚度的垫板4,使得燃料电池堆1在堆叠方向上的长度是预定值。因此,通过预先制备具有相应不同厚度的多个垫板4,可以快速地准备好具有适当厚度的垫板4。接下来,将所选择的垫板4叠置在压力板3上(步骤St7)。
图7是示出了将垫板4叠置在压力板3上的步骤的示例的立体图。在图7中,与图1至图3以及图5和图6的组成部分相同的组成部分由相同的附图标记表示并省略对其描述。
该步骤在各个突出部分36被按压的同时执行。垫板4具有的厚度d与测量的堆叠长度L或电池堆叠体2s在堆叠方向D上的长度L’相对应。因此,燃料电池堆1的长度的变化减小。
此处,由于各个突出部分36沿着压力板3的外周设置,因而不妨碍将垫板4设置在压力板3的供叠置垫板4的区域中。因此,在压力板3被按压的同时,垫板4可以从上方叠置在压力板3上。接下来,将上端板5固定至下端板6(步骤St8)。
图8是示出将上端板5固定至下端板6的步骤的示例的立体图。在图8中,与图1至图3以及图5至图7的组成部分相同的组成部分由相同的附图标记表示并省略对其描述。
该步骤在各个突出部分36被按压的同时执行。上端板5从上方叠置在垫板4上并通过螺栓81连接至紧固杆80而固定至紧固杆80。由此,上端板5和下端板6夹持电池堆叠体2s、压力板3和垫板4。
由于各个突出部分36沿着压力板3的外周设置,因而各个突出部分36从垫板4向外突出。因此,不妨碍将上端板5设置在垫板4的供叠置上端板5的区域中。因此,在压力板3被按压的同时,上端板5可以从上方叠置在垫板4上并固定至下端板6。
此外,上端板5经由紧固杆80连接至下端板6而固定至下端板6。在这种情况下,由于各个紧固杆80设置在突出部分36之间,因而如参照图2所述的那样有效地使用了突出部分36之间的空间37,并且抑制了燃料电池堆1的扩大。
以此方式,执行燃料电池堆1的制造方法。在本实施方式的制造方法中,在压力板3的各个突出部分36被按压的同时测量电池堆叠体2s的长度L’。因此,可以测量在下端板6与压力板3之间被按压的电池堆叠体2s的长度L’,并且可以使用具有根据长度L’得出的适当厚度d的垫板4。
此外,将垫板4叠置在压力板3上的步骤和将上端板5固定至下端板6的步骤是在各个突出部分36被按压的同时执行的。由于各个突出部分36沿着压力板3的外周设置并且在正视图中从电池堆叠体2s的侧面水平向外突出,因而不妨碍在上面提及的各个步骤中从上方设置垫板4和上端板5的情况。
因此,与上面提及的专利文献1不同,根据本实施方式的制造方法,可以在电池堆叠体2s被按压的同时设置垫板4和上端板5,并且还不需要在制造步骤的中间紧固或释放上端板5。因此,根据本实施方式的制造方法,缩短了制造燃料电池堆1所需的时间。
图9是示出了燃料电池堆1的制造装置9的示例的立体图。在图9中,与图1至图3以及图5至图8的组成部分相同的组成部分由相同的附图标记表示并省略对其描述。此处,图9示出了在各个臂部96按压突出部分36的同时将垫板4和上端板5从上方叠置在压力板3上的状态。
制造装置9包括多个臂部96、组装台97和臂部驱动装置98。作为示例,组装台97呈大致长方体形状。下端板6、绝缘板70、电池堆叠体2s、绝缘板71和压力板3以它们堆叠的状态被安置在组装台97的上表面上。
例如,具有马达等的臂部驱动装置98设置在组装台97内。臂部驱动装置98是各个臂部96的驱动源,并且壁部驱动装置98经由组装台97的侧面的开口97a连接至各个臂部96。臂部驱动装置98使各个臂部96向下移动。由此,压力板3的各个突出部分36被按压。
由于臂部驱动装置98位于下端板6、绝缘板70、电池堆叠体2s、绝缘板71和压力板3的下方,因而不妨碍将垫板4和上端板5叠置在压力板3上的情况。因此,促进了燃料电池堆1的制造。
(第二实施方式)图10是示出了根据第二实施方式的制造方法制造的燃料电池堆1a的示例的立体图。在图10中,将纸面的上部部分定义为竖向向上方向,并且将纸面的下部部分定义为竖向向下方向。在图10中,与图1中的组成部分相同的组成部分由相同的附图标记表示并省略对其描述。
燃料电池堆1a包括:电池堆叠体2s;压力板3a;垫板4a,垫板4a是调节板的示例;下端板6a,下端板6a是第一端板的示例;上端板5a是第二端板的示例;绝缘板70和71;以及多个紧固杆80a,所述多个紧固杆80a是多个固定构件的示例。
在本实施方式的压力板3a中未设置有突出部分36。上端板5a和垫板4a的各自的外周部分具有用于不阻碍臂部96的按压的多个缩回形状,如附图标记X所指示的。因此,与第一实施方式的情况一样,可以在压力板3a被按压的同时将上端板5a和垫板4a从上方叠置在压力板3a上。
在下端板6a上设置有厚度比下端板6a的外周部分的厚度大的厚壁部分68。紧固杆80a通过螺栓81a被紧固至厚壁部分68和上端板5a的外周表面的未缩回部分(相反地,突出部分59a)。
图11A是示出了压力板3a的示例的平面图,并且图11B是示出了垫板4a的示例的平面图。图11A和图11B分别示出了沿堆叠方向D从上方观察压力板3a和垫板4a时压力板3a和垫板4a的形状。在图11A和图11B中,与图2A至图2C的组成部分相同的组成部分由相同的附图标记表示并省略对其描述。
压力板3a与第一实施方式的压力板3的不同之处在于未设置突出部分36。因此,压力板3a的多个边缘部分38被臂部96按压。
垫板4a与第一实施方式的垫板4的不同之处在于包括多个切口46。当垫板4a叠置在压力板3a上时,每个切口46的位置与被臂部96按压的边缘部分38的位置相匹配。
图12A是示出了上端板5a的示例的平面图,并且图12B是示出了下端板6a的示例的平面图。图12A和图12B分别示出了沿堆叠方向D从上方观察上端板5a和下端板6a时上端板5a和下端板6a的形状。在图12A和图12B中,与图3A和图3B的组成部分相同的组成部分由相同的附图标记表示并省略对其描述。
上端板5a与第一实施方式的上端板5的不同之处在于沿着上端板5a的外周设置有多个凹部部分58。当上端板5a叠置在垫板4a上时,每个凹部部分58的位置与切口46和边缘部分38的位置相匹配。
彼此相同数目的凹部部分58、切口46和边缘部分38相应地设置在相反两侧的相同位置处。因此,可以在按压时适当水平地保持压力板3a,并且凹部部分58、切口46和边缘部分38的布置图案和数目没有限制。
此处,在凹部部分58之间的突出部分59a上设置有一对螺孔59。在第一实施方式的上端板5中沿厚度方向设置螺孔57,但是在本实施方式的上端板5a中平行于板表面设置螺孔59。
下端板6a与第一实施方式的下端板6的不同之处在于包括厚壁部分68。多对螺孔69沿着厚壁部分68的外周设置成与上端板5a的螺孔59相对应。在第一实施方式的下端板6中沿厚度方向设置螺孔67,但是本实施方式的下端板6a中平行于板表面设置螺孔69。
接下来,将描述燃料电池堆1a的制造方法。在以下描述中,参照图13至图16连同图4。在燃料电池堆1a的制造中,提前制备燃料电池2a、压力板3a、垫板4a、下端板6a、上端板5a、绝缘板70和71、紧固杆80a等。此处,在本实施方式的制造方法中,也使用图9中所示的制造装置9。
图13是示出了将电池堆叠体2s和压力板3a堆叠在下端板6a上的步骤的另一示例的立体图。在图13中,与图10至图12的组成部分相同的组成部分由相同的附图标记表示并省略对其描述。
将下端板6a安装在组装台97上(步骤St1)。接下来,将所述多个燃料电池2经由绝缘板70堆叠在下端板6a上(步骤St2)。由此,电池堆叠体2s被设置在下端板6a的厚壁部分68上。
接下来,将压力板3a叠置在电池堆叠体2s上(步骤St3)。此处,压力板3a的板表面的形状与燃料电池2的上表面的形状相同。接下来,按压压力板3a(步骤St4)。
图14是示出了按压压力板3a的步骤的示例的立体图。在图14中,与图10至图13的组成部分相同的组成部分由相同的附图标记表示并省略对其描述。
如由箭头所指示的,通过多个臂部96向下按压压力板3a。由此,电池堆叠体2s在下端板6a与压力板3a之间被按压。
在这种情况下,由于压力板3a的整个平面叠置在电池堆叠体2s上,因而压力板3a的整个平面区域可以按压电池堆叠体2s。接着,由于各个臂部96按压边缘部分38,因而确保了用于将垫板4a叠置在压力板3a的上表面上的区域。换言之,当将垫板4a从上方叠置在压力板3a上时,各个臂部96不会妨碍该叠置。
更具体地,各个臂部96与边缘部分38接合并沿着堆叠方向D向下端板6a侧移动,以按压边缘部分38。设置在各个臂部96的梢端处的爪部分96与边缘部分38接合。因此,可以从组装台97所在的下侧按压压力板3a。
接下来,在各个边缘部分38被按压的同时,测量堆叠长度L(步骤St5)。堆叠长度L是从下端板6a的下端部至压力板3a的上端部的长度。在该步骤中,当下端板6a和压力板3a各自的厚度恒定时,根据堆叠长度L来计算电池堆叠体2s在堆叠方向D上的长度L’,使得可以测得电池堆叠体2s的长度L’。
接下来,从具有相应不同厚度的多个垫板4a中选择厚度与测量的堆叠长度L或单元堆叠体2s的长度L’相对应的垫板4a(步骤St6)。更具体地,选择具有适当厚度的垫板4a,使得燃料电池堆1在堆叠方向上的长度是预定值。因此,通过预先制备具有相应不同厚度的多个垫板4a,可以快速地准备好具有适当厚度的垫板4a。接下来,将所选择的垫板4a叠置在压力板3a上(步骤St7)。
图15是示出了将垫板4a叠置在压力板3a上的步骤的示例的立体图。在图15中,与图10至图14的组成部分相同的组成部分由相同的附图标记表示并省略对其描述。
该步骤在各个边缘部分38被按压的同时执行。垫板4a具有的厚度d与测量的堆叠长度L或单元堆叠体2s在堆叠方向D上的长度L’相对应。因此,燃料电池堆1的长度的变化减小。
垫板4a在压力板3a上叠置成使得各个切口46与压力板3a的边缘部分38相匹配。因此,不妨碍将垫板4a设置在压力板3a的供叠置垫板4a的区域中。因此,在压力板3a被按压的同时,垫板4a可以从上方叠置在压力板3a上。接下来,将上端板5a固定至下端板6a(步骤St8)。
图16是示出了将上端板5a固定至下端板6a的步骤的示例的立体图。在图16中,与图10至图15的组成部分相同的组成部分由相同的附图标记表示并省略对其描述。
该步骤在各个边缘部分38被按压的同时执行。上端板5a从上方叠置在垫板4a上并通过螺栓81a在上端板5a的侧面上连接至紧固杆80a而固定至紧固杆80a。下端板6a通过螺栓81a在厚壁部分68的侧面上连接至紧固杆80a也固定至紧固杆80a。
由此,上端板5a和下端板6a夹持电池堆叠体2s、压力板3a和垫板4a。此处,绝缘板71设置在上端板5a与压力板3a之间。
此外,上端板5a在垫板4a上叠置成使得各个凹部部分58与垫板4a的切口46相匹配。因此,不妨碍将上端板5a设置在垫板4a的供叠置上端板5a的区域中。因此,在压力板3a被按压的同时,上端板5a可以被从上方叠置在垫板4a上。
与本实施方式不同,当在上端板5a上不设置凹部部分58的情况下将上端板5a的外周形状减小至上端板5a不与臂部96发生干涉的程度时,可以在压力板3a被按压的同时将上端板5a从上方叠置在垫板4a上。然而,当使上端板5a变小时,存在上端板5a由于缺乏刚性而不能充分地推压电池堆叠体2s的可能性。因此,如上所述,在上端板5a上设置有凹部部分58,这使得可以抑制上端板5a的刚度降低。
以此方式,执行燃料电池堆1a的制造方法。在本实施方式的制造方法中,在压力板3a的各个边缘部分38被按压的同时测量电池堆叠体2s的长度L’。因此,可以测量在下端板6a与压力板3a之间被按压的电池堆叠体2s的长度L’,并且可以使用具有根据长度L’得出的适当厚度d的垫板4a。
此外,将垫板4a叠置在压力板3a上的步骤和将上端板5a固定至下端板6a的步骤是在各个边缘部分38被按压的同时执行的。当垫板4a叠置在压力板3a上时,垫板4a的各个切口46与压力板3a的边缘部分38相匹配,因此不妨碍将垫板4a从上方叠置在压力板3a上的情况。
此外,当上端板5a叠置在垫板4a上时,垫板4a的各个凹部部分58与垫板4a的切口46相匹配,因此不妨碍将上端板5a从上方叠置在垫板4a上的情况。
因此,与上面提及的专利文献1不同,根据本实施方式的制造方法,可以在单元堆叠体2s被按压的同时设置垫板4a和上端板5a,并且还不需要在制造步骤的中间紧固或释放上端板5a。因此,根据本实施方式的制造方法,缩短了制造燃料电池堆1a所需的时间。
尽管已经详细描述了本公开的一些实施方式,但是本公开不限于具体实施方式,而是可以在要求保护的本公开的范围内变化或改变。
Claims (8)
1.一种燃料电池堆的制造方法,包括:
将多个燃料电池堆叠在第一端板上;
将压力板——在所述压力板上沿着所述压力板的外周设置有多个突出部分——叠置在所述燃料电池的堆叠体上使得所述突出部分从所述堆叠体的侧面向外突出;
按压所述突出部分,使得所述堆叠体在所述第一端板与所述压力板之间被按压;
在按压所述突出部分的同时测量所述堆叠体在堆叠方向上的长度;
在按压所述突出部分的同时将调节板叠置在所述压力板上,所述调节板具有根据所测量的长度得出的厚度;以及
在按压所述突出部分的同时将第二端板固定至所述第一端板,以便将所述堆叠体、所述压力板和所述调节板夹置在所述第一端板与所述第二端板之间。
2.根据权利要求1所述的燃料电池堆的制造方法,其中,
按压所述突出部分包括:
使多个臂部分别与所述突出部分接合,所述臂部从第一端板侧沿着所述堆叠方向延伸;以及
使所述臂部沿着所述堆叠方向向所述第一端板侧移动。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池堆的制造方法,其中,
将所述第二端板固定至所述第一端板包括:
将沿所述堆叠方向延伸的多个固定构件中的每个固定构件设置在所述突出部分之间;以及
经由所述固定构件将所述第二端板连接至所述第一端板。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的燃料电池堆的制造方法,其中,
将所述调节板叠置在所述压力板上包括:
从具有相应不同厚度的多个板中选择具有根据所测量的长度得出的厚度的调节板;以及
将所选择的调节板叠置在所述压力板上。
5.一种燃料电池堆的制造方法,包括:
将多个燃料电池堆叠在第一端板上;
将压力板叠置在所述燃料电池的堆叠体上;
按压所述压力板的多个边缘部分,使得所述堆叠体在所述第一端板与所述压力板之间被按压;
在按压所述边缘部分的同时测量所述堆叠体在堆叠方向上的长度;
在按压所述边缘部分的同时将具有多个切口和根据所测量的长度得出的厚度的调节板叠置在所述压力板上使得所述切口分别与所述边缘部分相匹配;以及
在按压所述边缘部分的同时将第二端板固定至所述第一端板,以便将所述堆叠体、所述压力板和所述调节板夹置在所述第一端板与所述第二端板之间。
6.根据权利要求5所述的燃料电池堆的制造方法,其中,
将所述第二端板固定至所述第一端板包括将所述第二端板在所述调节板上叠置成使得沿着所述第二端板的外周设置的多个凹部部分分别与所述切口相匹配。
7.根据权利要求5或6所述的燃料电池堆的制造方法,其中,
按压所述边缘部分包括:
使多个臂部分别与所述边缘部分接合,所述臂部从第一端板侧沿着所述堆叠方向延伸;以及
使所述臂部沿着所述堆叠方向向所述第一端板侧移动。
8.根据权利要求5至7中的任一项所述的燃料电池堆的制造方法,其中,
将所述调节板叠置在所述压力板上包括:
从具有相应不同厚度的多个板中选择具有根据所测量的长度得出的厚度的调节板;以及
将所选择的调节板叠置在所述压力板上。
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