CN111129563A - 燃料电池的电池组外壳以及外部约束部件 - Google Patents

燃料电池的电池组外壳以及外部约束部件 Download PDF

Info

Publication number
CN111129563A
CN111129563A CN201910924623.0A CN201910924623A CN111129563A CN 111129563 A CN111129563 A CN 111129563A CN 201910924623 A CN201910924623 A CN 201910924623A CN 111129563 A CN111129563 A CN 111129563A
Authority
CN
China
Prior art keywords
filler
surface portion
base member
pack case
cover
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910924623.0A
Other languages
English (en)
Inventor
竹内弘明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN111129563A publication Critical patent/CN111129563A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
    • H01M8/247—Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
    • H01M8/2475—Enclosures, casings or containers of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2457—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with both reactants being gaseous or vaporised
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
    • H01M8/247—Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
    • H01M8/248—Means for compression of the fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

本发明涉及燃料电池的电池组外壳以及外部约束部件。在与作为基底部件的外壳绝缘体对置的面中和填充物接触的填充物盖至少具有覆盖填充物的侧面的侧面部，该侧面部的至少一部分不与外壳绝缘体粘合。

Description

燃料电池的电池组外壳以及外部约束部件
技术领域
本发明涉及用于对层叠了多个燃料电池单元而成的单元层叠体进行收容的电池组外壳、以及用于对单元层叠体的外部进行约束的外部约束部件。
背景技术
燃料电池构成为包含多个燃料电池单元层叠而成的单元层叠体的燃料电池组被收容于电池组外壳。在这样的燃料电池中，为了提高燃料电池组的耐振动性、耐冲击性，并且为了防止燃料电池单元的位置偏移(单元偏移)而提出了如下方法：在燃料电池组(的单元层叠体)与电池组外壳之间夹设由硅橡胶或聚氨酯橡胶等弹性材料制成的夹设层(以下，有时称为填充物)，来将燃料电池组约束于电池组外壳(例如，参照下述国际公开第2014/132562、日本特开2017-174530)。
另外，在日本特开2017-174530中，为了确保由夹设层(填充物)将燃料电池组约束于电池组外壳时的绝缘性而提出了如下方法：作为包含绝缘层(以下，有时称为外壳绝缘体)的填充物的配置方式，被配置于燃料电池组的电池组外壁面与电池组外壳的外壳内壁面之间的间隙且实现燃料电池组与电池组外壳之间的绝缘的绝缘层具备从外壳内壁面侧向电池组外壁面侧突出的凸状部位，在绝缘层与电池组外壳的外壳内壁面之间将夹设层配置在凸状部位的内部，经由绝缘层的凸状部位的顶部将燃料电池组约束于电池组外壳。
上述燃料电池所使用的填充物例如通过在电池组外壳的外部预先压溃而设置的方法(也一并参照日本特开2016-062713)、由电池组外壳的内部的部件(燃料电池组的端板等)压溃并设置的方法等，能够配置在燃料电池组与电池组外壳之间。
详细而言，如图6所示，准备具有比电池组外壁面与外壳内壁面的距离大的厚度的填充物，并在电池组外壳的外部将填充物压缩(压溃)以使厚度变得比上述距离小，将压缩后的填充物贴附于外壳绝缘体并在由盖覆盖之后贴附于外壳内壁面(在日本特开2016-062713所记载的技术中，是电池组外壁面侧)，并且在填充物的厚度膨胀至上述距离之前，向电池组外壳插入燃料电池组。
另外，如图7所示，准备具有比电池组外壁面与外壳内壁面的距离大的厚度的填充物，将该填充物贴附于外壳绝缘体并由盖覆盖后贴附于外壳内壁面，一边利用配置于燃料电池组的端部(层叠方向端部)的端板将配置于电池组外壳的填充物压缩(压溃)，一边向电池组外壳插入燃料电池组。
由于在任意一个方法中，填充物都具有膨胀特性或者复原力，所以暂时压溃了的填充物一边进行厚度恢复，一边向构成被插入并收容于电池组外壳的燃料电池组的各燃料电池单元施加反作用力，从而能够将燃料电池组牢牢地约束于电池组外壳。
然而，在上述燃料电池中，若异物混入而附着于填充物，则存在其反作用力特性、设置性受到损害的可能性，例如像上述日本特开2017-174530所记载那样，在成为完全(即，利用与外壳内壁面完全粘合的部件)覆盖填充物的形态的情况下，有可能阻碍将上述那样的填充物压溃时的变形(压缩变形)。
发明内容
本发明提供一种既能够防止朝向填充物的异物混入、又能够不阻碍将填充物压溃时的变形而将填充物可靠地设置及组装的燃料电池的电池组外壳以及外部约束部件。
本发明所涉及的燃料电池的电池组外壳对多个燃料电池单元层叠而成的单元层叠体进行收容，上述电池组外壳具备：填充物，为了将上述单元层叠体约束于上述电池组外壳而设置于上述电池组外壳的外壳内壁面；基底部件，用于将上述填充物贴附于上述外壳内壁面；以及填充物盖，在与上述基底部件对置的面中和上述填充物接触，上述填充物盖至少具有覆盖上述填充物的侧面的侧面部，上述侧面部的至少一部分不与上述基底部件粘合。
上述填充物盖可以具有在与上述基底部件对置的面中和上述填充物接触的盖面部，在该盖面部的两端设置有具备相对于该盖面部倾斜的斜坡部的上述侧面部。
可以在上述盖面部中的上述单元层叠体的插入方向的两端设置具有上述斜坡部的上述侧面部，设置于上述电池组外壳的入口开口侧的上述侧面部的上述斜坡部的倾斜度比设置于上述电池组外壳的与入口开口侧相反一侧的上述侧面部的上述斜坡部的倾斜度小。
可以在上述盖面部中的与上述单元层叠体的插入方向垂直的方向的两端设置具有上述斜坡部的上述侧面部，上述斜坡部相对于上述盖面部的倾斜度为45°以下。
上述侧面部可以覆盖上述填充物的侧面的整周。
上述侧面部中的、设置于与上述单元层叠体的插入方向垂直的方向的侧面部可以不与上述基底部件粘合，设置于上述单元层叠体的插入方向的侧面部与上述基底部件粘合。
上述侧面部的端部可以延伸至上述基底部件并屈曲形成为与上述基底部件抵接。
上述填充物盖可以由一体成型部件构成。
上述填充物可以在上述单元层叠体的插入方向相互分离地配置有多个，并且上述填充物盖构成为统一覆盖上述多个填充物。
另外，本发明所涉及的燃料电池的外部约束部件被配置在多个燃料电池单元层叠而成的单元层叠体与收容该单元层叠体的电池组外壳之间，来对上述单元层叠体的外部进行约束，上述外部约束部件具备：填充物，具有背面、表面、以及将背面和表面连接的侧面，用于将上述单元层叠体约束于上述电池组外壳；基底部件，设置于上述填充物的背面侧，用于将上述填充物贴附于上述电池组外壳的外壳内壁面；以及填充物盖，设置于上述填充物的表面侧，在与上述基底部件对置的面中和上述填充物接触，上述填充物盖至少具有延伸至上述基底部件而覆盖上述填充物的侧面的侧面部，上述侧面部的至少一部分不与上述基底部件粘合。
上述侧面部中的、沿与上述单元层叠体的插入方向垂直的方向设置的侧面部可以不与上述基底部件粘合，沿上述单元层叠体的插入方向设置的侧面部与上述基底部件粘合。
上述侧面部的端部可以延伸至上述基底部件并屈曲形成为与上述基底部件抵接。
上述填充物盖可以具有在与上述基底部件对置的面中和上述填充物接触的盖面部，在该盖面部的两端设置有具备相对于该盖面部倾斜的斜坡部的上述侧面部。
可以在上述盖面部中的上述单元层叠体的插入方向的两端以及上述盖面部中的与上述单元层叠体的插入方向垂直的方向的两端设置具有上述斜坡部的上述侧面部，在上述单元层叠体的插入方向上设置于上述电池组外壳的入口开口侧的上述侧面部的上述斜坡部的倾斜度比设置于上述电池组外壳的与入口开口侧相反一侧的上述侧面部的上述斜坡部的倾斜度小，设置于与上述单元层叠体的插入方向垂直的方向的上述侧面部的上述斜坡部相对于上述盖面部的倾斜度为45°以下。
上述填充物盖可以由一体成型部件构成。
可以在上述基底部件与上述填充物盖之间相互分离地设置有多个上述填充物。
根据本发明，由于在与基底部件对置的面中和填充物接触的填充物盖至少具有覆盖填充物的侧面的侧面部，且该侧面部的至少一部分不与基底部件粘合，所以既能够防止保管时、搬运时等的异物朝向填充物的混入，又能够不阻碍将填充物压溃时的变形(压缩变形)而在燃料电池组与电池组外壳之间可靠地设置/组装填充物。
另外，由于填充物盖具有在与基底部件对置的面中和填充物接触的盖面部，并在盖面部的两端设置有具备相对于盖面部倾斜的斜坡部的侧面部，所以能够顺畅地进行燃料电池组相对于电池组外壳的插入/拆分。
附图说明
下面，参照附图来描述本发明的示例性实施例的特征、优点、技术以及工业意义，附图中相同的数字示出相同的部件，其中：
图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的燃料电池的简要结构的剖视图。
图2是图1的A-A向视剖视图。
图3A是图1的主要部分放大剖视图，并且是表示燃料电池组的插入前的状态的图。
图3B是图1的主要部分放大剖视图，并且是表示燃料电池组的插入后的状态的图。
图4A是图2的主要部分放大剖视图，并且是表示燃料电池组的插入前的状态的图。
图4B是图2的主要部分放大剖视图，并且是表示燃料电池组的插入后的状态的图。
图5是外部约束部件的主要部分放大立体图。
图6是表示包含在电池组外壳的外部将填充物预先压溃而设置的方法的、燃料电池的制造工序的一个例子的说明图。
图7是表示包含一边通过电池组外壳的内部的部件将填充物压溃一边进行设置的方法的、燃料电池的制造工序的另一例子的说明图。
具体实施方式
以下，基于附图所示的实施方式的一个例子来对本发明的结构进行详细的说明。以下，作为一个例子，以将本发明应用于被搭载于燃料电池车的燃料电池的情况为例来进行说明，但应用范围并不限定于这样的例子。
[燃料电池(燃料电池组)的结构]
图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的燃料电池的简要结构的剖视图，图2是图1的A-A向视剖视图。
图示实施方式的燃料电池1主要具备燃料电池组5、收容燃料电池组5的电池组外壳10、以及配置在燃料电池组5与电池组外壳10之间的外部约束部件(也被称为填充装配组件)50。
燃料电池组5具备在两个(一对)端板(也被称为压板)7、7之间层叠了多个作为固体高分子型燃料电池的燃料电池单元(也被称为单电池)6而成的堆叠结构。将多个燃料电池单元6层叠而成的层叠体也称为单元层叠体。多个燃料电池单元6借助被插入于在端板7以及燃料电池单元6的各角部等开设的贯通孔的紧固轴(未图示)而被紧固。端板7以及燃料电池单元6均呈矩形形状，燃料电池组5具有大致长方体的外观形状。
虽省略图示，但燃料电池单元6例如具备由离子透过性的电解质膜和夹持该电解质膜的阳极侧催化剂层(电极层)以及阴极侧催化剂层(电极层)构成的膜电极接合体(MEA：Membrane Electrode Assembly)、夹持该膜电极接合体而形成反应气体(燃料气体以及氧化剂气体)、冷却介质的流路的一对隔板等。
向燃料电池组5(燃料电池1)供给作为反应气体的燃料气体(氢等)以及氧化剂气体(空气等)，在各燃料电池单元6中，通过利用了燃料气体以及氧化剂气体的电气化学反应而进行发电。
[电池组外壳的结构]
电池组外壳10例如是铝、SUS等金属制的外壳，具备外壳主体11和盖体12。其中，在本例中，在上述一对端板7、7中的、被配置于与燃料电池组5向电池组外壳10的插入侧相反一侧的端板7一体地安装有盖体12。
在与燃料电池组5的插入(外插)方向(即，层叠方向)垂直的截面(例如图2所示的截面)观察的情况下，外壳主体11呈现具有比燃料电池组5稍大的空隙的一端开放式的大致长方体形状，能够沿着燃料电池单元6的层叠方向收容燃料电池组5。(与端板7成为一体的)盖体12在燃料电池组5的收容后使用未图示的螺栓等被固定于外壳主体11的一端开口(入口开口11a)。由此，电池组外壳10能够将燃料电池组5以压缩状态密封收容于内侧。
此外，上述的电池组外壳10的形状、构成部件等只是一个例子，只要能够(沿着层叠方向)收容燃料电池组5并且能够将后述的外部约束部件50配置于外壳内壁面(也称为外壳侧壁面)，则当然不限定于图示例。
[外部约束部件的结构以及作用效果]
外部约束部件50配置在燃料电池组5(的单元层叠体)与电池组外壳10之间、即沿着燃料电池组5(的单元层叠体)的层叠方向的电池组外壁面(外周面)和与电池组外壁面对置的电池组外壳10的外壳内壁面(内周面)之间。在本例中，当在层叠方向的截面(例如图1所示的截面)进行观察的情况下，外部约束部件50遍及燃料电池组5的层叠方向的大致全长(从层叠方向的一端到另一端)设置。另一方面，当在与层叠方向垂直的截面(例如图2所示的截面)进行观察的情况下，外部约束部件50(分散)设置于大致长方体形状的燃料电池组5或者电池组外壳10的四个角部的附近、换言之(分散)设置于在燃料电池组5与电池组外壳10之间形成的方筒状空隙的四个角部的附近。
各个外部约束部件50基本上由填充物30、设置于填充物30的背面侧(电池组外壳10的外壳内壁面侧)的作为绝缘层的外壳绝缘体20、以及设置于填充物30的表面侧(燃料电池组5的电池组外壁面侧)的填充物盖(以下，简称为盖)40构成，填充物30由外壳绝缘体20与盖40夹持而成为一体。
详细而言，填充物30由硅橡胶或聚氨酯橡胶等具有柔软性以及绝缘性的弹性材料形成。在本例中，填充物30具有大致矩形状。当在层叠方向的截面(例如图1所示的截面)进行观察的情况下，沿着燃料电池组5的层叠方向隔着规定间隔(相互分离地)设置有3个填充物30，并且当在与层叠方向垂直的截面(例如图2所示的截面)进行观察的情况下，在燃料电池组5与电池组外壳10之间的角部的各边部分(换言之，后述的屈曲形状或者L字形状的外壳绝缘体20的各边部分的内表面)，分别各设置有1个填充物30。即，在本例中，在各外部约束部件50中附设有6个填充物30。
外壳绝缘体20由聚对苯二甲酸乙二醇酯等具有绝缘性的树脂材料形成。在本例中，当在以与层叠方向垂直的截面(例如图2所示的截面)进行观察的情况下，外壳绝缘体20具有沿着电池组外壳10的角部的外壳内壁面的屈曲形状或者L字形状。外壳绝缘体20在其内表面载置有上述的多个填充物30的状态下，以其外表面沿着电池组外壳10的角部的外壳内壁面的方式配置。即，外壳绝缘体20也作为如下的基底部件发挥功能：用于实现燃料电池组5与电池组外壳10之间的绝缘，并且将填充物30贴附于电池组外壳10的外壳内壁面。
盖40由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯等具有高滑性以及绝缘性的树脂材料形成。在本例中，盖40具有在燃料电池组5的层叠方向上长的长条形状且片材形状。盖40在燃料电池组5与电池组外壳10之间的角部的各边部分(换言之，屈曲形状或者L字形状的外壳绝缘体20的各边部分的内表面)分别各设置有一个，并且统一覆盖沿层叠方向相互分离地配设的多个(图示例中为3个)填充物30(的表面)。即，在本例中，在各外部约束部件50中附设有2个盖40。此外，盖40也可以构成为各自独立地覆盖沿层叠方向分离地配设的各填充物30(的表面)。盖40被配置在填充物30与燃料电池组5之间，并且在与外壳绝缘体20对置的面中覆盖各填充物30的表面(详细而言，是与燃料电池组5的电池组外周面对置的面且是能够与燃料电池组5的端板7接触的面)，从而被粘合固定于外壳绝缘体20(在后面将进行详述)。
通过该高滑性的盖40被配置在各填充物30的表面上，能够抑制填充物30直接干涉构成燃料电池组5的燃料电池单元6而产生位置偏移的情况。另外，能够将燃料电池组5插入于电池组外壳10(的外壳主体11)时的载荷(插入载荷或者压入载荷)抑制得低，能够容易地将燃料电池组5插入于电池组外壳10(的外壳主体11)。除此之外，由于在填充物30与盖40之间得到良好的滑性，所以能够抑制填充物30附着于盖40而不再移动的情况，容易将填充物30压溃(容易变形)。
更详细而言，在本例中，盖40具有在燃料电池组5的层叠方向上长的长条形状且片材形状，并且当在以与层叠方向垂直的截面(例如图2所示的截面)进行观察的情况下形成得比填充物30宽且比外壳绝缘体20窄。该盖40在沿着层叠方向与各填充物30对应的位置突出地设置有能够包围上述填充物30的大小的四棱锥台状的(多个)收容部45，并且各收容部45的周围成为与外壳绝缘体20的内表面抵接的抵接部46。
参照图1、图2、图3A～图5可知，各个收容部45的顶部部分成为在与外壳绝缘体20对置的面中和填充物30的表面接触的矩形平板状的盖面部41，从盖面部41(的外端)朝向层叠方向覆盖填充物30的侧面(详细而言，是层叠方向的一侧侧面且为入口开口11a侧侧面、以及层叠方向的另一侧侧面且为与入口开口11a侧相反的一侧侧面)的侧面部42、43(一体地)延伸配置，并且从盖面部41(的外端)朝向与层叠方向垂直(正交)的方向覆盖填充物30的侧面(详细而言，与层叠方向正交的方向的侧面)的侧面部44、44(一体地)延伸配置。各侧面部42、43、44、44的端部延伸至外壳绝缘体20(的内表面)而屈曲形成为腿状，成为与上述外壳绝缘体20的内表面抵接的抵接部46。换言之，各个收容部45具有与填充物30的表面接触的矩形平板状的盖面部41，并且(一体且连续地)设置有从盖面部41的外端(外缘)向外壳绝缘体20侧延伸而覆盖填充物30的侧面(的整周)的4个侧面部42、43、44、44，以包围该4个侧面部42、43、44、44的端部的方式(一体且连续地)设置有抵接部46，本实施方式的盖40通过(分离地)设置有多个具有这样的立体形状的收容部45的一体成型且立体成型部件而构成。
在本实施方式中，构成上述收容部45的各侧面部42、43、44、44相对于盖面部41及外壳绝缘体20(以及电池组外壳10的外壳内周面)倾斜地形成。换言之，各侧面部42、43、44、44成为其整体相对于盖面部41及外壳绝缘体20(以及电池组外壳10的外壳内周面)倾斜的斜坡部。另外，在零载荷的状态下，设置于层叠方向的一侧(电池组外壳10的入口开口11a侧且为插入方向侧)的侧面部(斜坡部)42的倾斜度(倾斜角)αa被设定得比设置于层叠方向的另一侧(与电池组外壳10的入口开口11a侧相反的一侧且为拆分方向侧)的侧面部(斜坡部)43的倾斜度(倾斜角)αb小(参照图3A)，设置于与层叠方向垂直的方向的侧面部(斜坡部)44、44的倾斜度(倾斜角)β被设定为45°以下(参照图4A)。
另外，在本实施方式中，与沿层叠方向设置的侧面部42、43连续设置的抵接部46的规定区域(以下，将该规定区域设为抵接部47、48，由图5的阴影部分表示)和外壳绝缘体20(的内表面)抵接，并通过熔敷、胶带固定等被粘合固定于外壳绝缘体20(的内表面)。另一方面，与沿着和层叠方向垂直的方向设置的侧面部44、44连续设置的抵接部46的规定区域(以下，将该规定区域设为抵接部49、49)仅抵接于外壳绝缘体20(的内表面)，不被固定于外壳绝缘体20(的内表面)。即，沿层叠方向设置的侧面部42、43与外壳绝缘体20粘合固定，而沿与层叠方向垂直的方向设置的侧面部44、44不与外壳绝缘体20粘合固定。
通过如上述那样盖40(的抵接部47、48)粘合而贴附于外壳绝缘体20，从而在外壳绝缘体20与盖40(的收容部45)之间夹装(夹持)填充物30而成为一体，该一体构造的外部约束部件50被配置在上述的燃料电池组5(的单元层叠体)与电池组外壳10之间的规定位置。
构成上述外部约束部件50的填充物30具有电绝缘性，并且具有膨胀特性或复原力。外部约束部件50(的填充物30)在零载荷的状态下，具有比沿着层叠方向的燃料电池组5的电池组外壁面和与电池组外壁面对置的电池组外壳10的外壳内壁面的距离大的厚度。因此，例如通过以外部约束部件50(的填充物30)的厚度变得比上述距离小的方式将外部约束部件50(的填充物30)压溃，并将压溃后的外部约束部件50配置于电池组外壳10的外壳内壁面(或燃料电池组5的电池组外壁面)，在外部约束部件50(的填充物30)的厚度膨胀至上述距离之前，将燃料电池组5收容于电池组外壳10(具体而言，将电池组外壳10(的外壳主体11)外插于燃料电池组5)，从而能够不被外部约束部件50(的填充物30)影响而容易地将燃料电池组5收容于电池组外壳10(参照图6)。或者，例如将外部约束部件50配置于电池组外壳10的外壳内壁面，一边利用燃料电池组5(的端板7)将外部约束部件50(的填充物30)压缩(压溃)，一边将燃料电池组5收容于电池组外壳10(具体而言，将电池组外壳10(的外壳主体11)外插于燃料电池组5)，从而能够容易地将燃料电池组5收容于电池组外壳10(参照图7)。在任意一个情况下，填充物30都在之后弹性地膨胀并恢复厚度，但不恢复本来的厚度而与燃料电池组5的各燃料电池单元6的凹凸相配合地填埋与燃料电池组5的缝隙(特别是，参照图3B、图4B)，在压缩状态下配置在燃料电池组5的电池组外壁面与电池组外壳10的外壳内壁面之间。借助该填充物30的弹性，燃料电池组5被约束于电池组外壳10，从而提高耐振动性、耐冲击性，并且抑制构成燃料电池组5的燃料电池单元6的位置偏移(特别是与层叠方向垂直的方向的位置偏移)。
此外，构成上述外部约束部件50的填充物30也可以被封入于聚丙烯等的袋体，在填充后在该袋体的内部固化而能够发挥上述的约束功能等。
另外，由于如上述那样，覆盖填充物30的盖40被成型(立体成型)为立体形状，填充物30收容于盖40的收容部45，盖40的收容部45的侧面部42、43、44、44延伸至外壳绝缘体20，其端部与外壳绝缘体20(的内表面)抵接，由盖40的收容部45的侧面部42、43、44、44覆盖(换言之封闭)填充物30的侧面(的整体)，所以能够防止异物朝向填充物30的混入和附着(特别是参照图5)。
另外，如上述那样，在盖40中，与沿层叠方向(在插入/拆分中力所作用的方向)设置的侧面部42、43连续设置的抵接部47、48被粘合固定于外壳绝缘体20，并且和沿着与层叠方向垂直的方向(在插入/拆分中力难以作用的方向)设置的侧面部44、44连续设置的抵接部49、49仅抵接于外壳绝缘体20而未被固定。因此，在组装时，当将燃料电池组5相对于电池组外壳10插入/拆分时，能够抑制盖40的位置偏移、脱落，并且在外部约束部件50(的填充物30)被压溃时，侧面部44、44以及抵接部49、49能够沿横向(与层叠方向垂直的方向)挠曲(扩展或者打开)而将力释放，因此不会阻碍将填充物30压溃时的变形(压缩变形)(特别是参照图4B)。
另外，在各侧面部42、43、44、44设置有相对于盖面部41倾斜的斜坡部(成为斜坡部)。因此，在组装时，能够顺畅地进行燃料电池组5相对于电池组外壳10(的外壳主体11)的插入/拆分。特别是，与沿层叠方向(插入/拆分方向)设置的侧面部42、43连续设置的抵接部47、48被粘合固定于外壳绝缘体20，并且侧面部(斜坡部)42的倾斜度(倾斜角)αa被设定得比侧面部(斜坡部)43的倾斜度(倾斜角)αb小。即，电池组外壳10的入口开口11a侧且为插入方向侧的侧面部(斜坡部)42的倾斜角αa变得比与电池组外壳10的入口开口11a侧相反的一侧且为拆分方向侧的侧面部(斜坡部)43的倾斜角αb缓。因此，在组装时，能够抑制盖40的位置偏移、脱落，并且能够顺畅地将燃料电池组5插入(收容)于电池组外壳10(的外壳主体11)的内侧。
另外，例如在将填充物30压溃后贴附于外壳绝缘体20(的内表面)而贴附于电池组外壳10(的外壳主体11)的外壳内壁面之后，将覆盖填充物30的表面的盖40贴附于外壳绝缘体20，并将燃料电池组5插入于电池组外壳10的情况下，需要一边利用其他部件将外壳绝缘体20、填充物3、以及盖40贴合一边组装在一起，从而构成部件变多而成本升高，并且设置时间变长。在本实施方式中，由于如上述那样，利用将燃料电池组5与电池组外壳10电绝缘的作为树脂制薄膜部件的外壳绝缘体20、以及保护填充物30避免来自燃料电池单元6的损伤的盖40这两个部件形成为夹住填充物30的一体构造，并将该构造配置在燃料电池组5与电池组外壳10之间，所以能够将成本抑制得低并且实现设置时间的缩短。
此外，为了约束/保持燃料电池组5(的单元层叠体)而在燃料电池组5与电池组外壳10之间配置的外部约束部件50的数量、位置、形状等当然不限定于图示例。另外，在图示例中，各个外部约束部件50通过6个填充物30、1个外壳绝缘体20、以及2个盖40一体化而构成，但外部约束部件50的构成部件的数量、位置、形状等当然也不限定于图示例。
另外，在上述实施方式中，盖40的收容部45的侧面部42、43、44、44的整体成为相对于盖面部41倾斜的斜坡部，但也可以使侧面部42、43、44、44的一部分(例如，仅与盖面部41连接的部分、仅中间部分、仅与抵接部46连接的部分等)成为斜坡部。
如以上说明那样，根据本实施方式，在与作为基底部件的外壳绝缘体20对置的面中和填充物30接触的填充物盖40至少具有覆盖填充物30的侧面(将背面和表面相连的侧面)的侧面部42、43、44、44，该侧面部42、43、44、44的至少一部分(详细而言为侧面部44、44)不与外壳绝缘体20粘合，因此既防止保管时、搬运时等异物朝向填充物30的混入，又不阻碍将填充物30压溃时的变形(压缩变形)，能够在燃料电池组5与电池组外壳10之间可靠地设置/组装填充物30。
另外，填充物盖40具有在与作为基底部件的外壳绝缘体20对置的面中和填充物30接触的盖面部41，在盖面部41的两端设置有具有相对于盖面部41倾斜的斜坡部的侧面部42、43、44、44，因此能够顺畅地进行燃料电池组5相对于电池组外壳10(的外壳主体11)的插入/拆分。
以上，使用附图对本发明的实施方式进行了详述，但具体的结构并不限定于该实施方式，不脱离本发明主旨的范围内的设计变更等也包含在本发明中。

Claims (16)

1.一种电池组外壳，对多个燃料电池单元层叠而成的单元层叠体进行收容，其特征在于，包括：
填充物，为了将所述单元层叠体约束于所述电池组外壳而设置于所述电池组外壳的外壳内壁面；
基底部件，用于将所述填充物贴附于所述外壳内壁面；以及
填充物盖，在与所述基底部件对置的面中和所述填充物接触，
其中，所述填充物盖至少具有覆盖所述填充物的侧面的侧面部，所述侧面部的至少一部分不与所述基底部件粘合。
2.根据权利要求1所述的电池组外壳，其特征在于，
所述填充物盖具有在与所述基底部件对置的面中和所述填充物接触的盖面部，在该盖面部的两端设置有具备相对于该盖面部倾斜的斜坡部的所述侧面部。
3.根据权利要求2所述的电池组外壳，其特征在于，
在所述盖面部中的所述单元层叠体的插入方向的两端设置有具备所述斜坡部的所述侧面部，
设置于所述电池组外壳的入口开口侧的所述侧面部的所述斜坡部的倾斜度比设置于所述电池组外壳的与入口开口侧相反一侧的所述侧面部的所述斜坡部的倾斜度小。
4.根据权利要求2所述的电池组外壳，其特征在于，
在所述盖面部中的与所述单元层叠体的插入方向垂直的方向的两端设置有具备所述斜坡部的所述侧面部，
所述斜坡部相对于所述盖面部的倾斜度为45°以下。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的电池组外壳，其特征在于，
所述侧面部覆盖所述填充物的侧面的整周。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的电池组外壳，其特征在于，
所述侧面部中的、设置于与所述单元层叠体的插入方向垂直的方向的侧面部不与所述基底部件粘合，设置于所述单元层叠体的插入方向的侧面部与所述基底部件粘合。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的电池组外壳，其特征在于，
所述侧面部的端部延伸至所述基底部件并屈曲形成为与所述基底部件抵接。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的电池组外壳，其特征在于，
所述填充物盖由一体成型部件构成。
9.根据权利要求1～7中任一项所述的电池组外壳，其特征在于，
所述填充物在所述单元层叠体的插入方向上相互分离地配置有多个，并且所述填充物盖构成为统一覆盖所述多个填充物。
10.一种外部约束部件，被配置在多个燃料电池单元层叠而成的单元层叠体与收容该单元层叠体的电池组外壳之间，来对所述单元层叠体的外部进行约束，其特征在于，包括：
填充物，具有背面、表面、以及将背面与表面连接的侧面，用于将所述单元层叠体约束于所述电池组外壳；
基底部件，设置于所述填充物的背面侧，用于将所述填充物贴附于所述电池组外壳的外壳内壁面；以及
填充物盖，设置于所述填充物的表面侧，在与所述基底部件对置的面中和所述填充物接触，
其中，所述填充物盖至少具有延伸至所述基底部件而覆盖所述填充物的侧面的侧面部，所述侧面部的至少一部分不与所述基底部件粘合。
11.根据权利要求10所述的外部约束部件，其特征在于，
所述侧面部中的、设置于与所述单元层叠体的插入方向垂直的方向的侧面部不与所述基底部件粘合，设置于所述单元层叠体的插入方向的侧面部与所述基底部件粘合。
12.根据权利要求10或11所述的外部约束部件，其特征在于，
所述侧面部的端部延伸至所述基底部件并屈曲形成为与所述基底部件抵接。
13.根据权利要求10～12中任一项所述的外部约束部件，其特征在于，
所述填充物盖具有在与所述基底部件对置的面中和所述填充物接触的盖面部，在该盖面部的两端设置有具备相对于该盖面部倾斜的斜坡部的所述侧面部。
14.根据权利要求13所述的外部约束部件，其特征在于，
在所述盖面部中的所述单元层叠体的插入方向的两端以及所述盖面部中的与所述单元层叠体的插入方向垂直的方向的两端设置有具备所述斜坡部的所述侧面部，
在所述单元层叠体的插入方向上设置于所述电池组外壳的入口开口侧的所述侧面部的所述斜坡部的倾斜度比设置于所述电池组外壳的与入口开口侧相反一侧的所述侧面部的所述斜坡部的倾斜度小，
设置于与所述单元层叠体的插入方向垂直的方向的所述侧面部的所述斜坡部相对于所述盖面部的倾斜度为45°以下。
15.根据权利要求10～13中任一项所述的外部约束部件，其特征在于，所述填充物盖由一体成型部件构成。
16.根据权利要求10～15中任一项所述的外部约束部件，其特征在于，
在所述基底部件与所述填充物盖之间相互分离地设置有多个所述填充物。
CN201910924623.0A 2018-10-31 2019-09-27 燃料电池的电池组外壳以及外部约束部件 Pending CN111129563A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018204970A JP7047706B2 (ja) 2018-10-31 2018-10-31 燃料電池のスタックケースおよび外部拘束部材
JP2018-204970 2018-10-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111129563A true CN111129563A (zh) 2020-05-08

Family

ID=70328487

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910924623.0A Pending CN111129563A (zh) 2018-10-31 2019-09-27 燃料电池的电池组外壳以及外部约束部件

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11101486B2 (zh)
JP (1) JP7047706B2 (zh)
CN (1) CN111129563A (zh)
DE (1) DE102019126358A1 (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1374714A (zh) * 2001-03-09 2002-10-16 大同金属工业株式会社 便携式燃料电池堆叠物
CN101479876A (zh) * 2006-04-11 2009-07-08 myFC股份公司 改进的电化学装置
CN105591120A (zh) * 2014-11-12 2016-05-18 丰田自动车株式会社 绝缘体及燃料电池
CN105637691A (zh) * 2013-10-22 2016-06-01 丰田自动车株式会社 燃料电池
JP2017147178A (ja) * 2016-02-19 2017-08-24 トヨタ自動車株式会社 燃料電池の製造方法
JP2017174530A (ja) * 2016-03-22 2017-09-28 トヨタ自動車株式会社 燃料電池

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4228597B2 (ja) * 2001-06-08 2009-02-25 トヨタ自動車株式会社 燃料電池
JP4956882B2 (ja) * 2003-07-22 2012-06-20 トヨタ自動車株式会社 燃料電池
WO2011157351A1 (en) * 2010-06-17 2011-12-22 Topsøe Fuel Cell A/S Force distributor for a fuel cell stack or an electrolysis cell stack
KR20150108406A (ko) 2013-02-26 2015-09-25 도요타지도샤가부시키가이샤 연료 전지 장치 및 그 제조 방법
JP6252415B2 (ja) 2014-09-17 2017-12-27 トヨタ自動車株式会社 燃料電池スタックの製造方法
JP6954813B2 (ja) * 2017-11-24 2021-10-27 株式会社Ｓｏｋｅｎ 燃料電池の製造方法
JP6870603B2 (ja) * 2017-12-25 2021-05-12 トヨタ自動車株式会社 燃料電池ユニット及び燃料電池車

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1374714A (zh) * 2001-03-09 2002-10-16 大同金属工业株式会社 便携式燃料电池堆叠物
CN101479876A (zh) * 2006-04-11 2009-07-08 myFC股份公司 改进的电化学装置
CN105637691A (zh) * 2013-10-22 2016-06-01 丰田自动车株式会社 燃料电池
CN105591120A (zh) * 2014-11-12 2016-05-18 丰田自动车株式会社 绝缘体及燃料电池
JP2017147178A (ja) * 2016-02-19 2017-08-24 トヨタ自動車株式会社 燃料電池の製造方法
JP2017174530A (ja) * 2016-03-22 2017-09-28 トヨタ自動車株式会社 燃料電池

Also Published As

Publication number Publication date
US20200136166A1 (en) 2020-04-30
DE102019126358A1 (de) 2020-05-14
JP7047706B2 (ja) 2022-04-05
US11101486B2 (en) 2021-08-24
JP2020071986A (ja) 2020-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2328204B1 (en) Battery module
US11462790B2 (en) Power supply device
KR101182060B1 (ko) 배터리 내에 사용하기 위한 실링 프레임
KR101201744B1 (ko) 이차 전지
EP2860787B1 (en) Battery module comprising venting guidance portion
CN107615515B (zh) 电池模块和包括电池模块的电池组
MX2012014397A (es) Modulo de bateria.
JPWO2005096412A1 (ja) フィルム外装電気デバイス、枠部材およびフィルム外装電気デバイス収納システム
KR20200030967A (ko) 절연 구조가 향상된 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
CN111886713B (zh) 分隔构件和电池组
US10615382B2 (en) Cell module
JP2010040295A (ja) 蓄電装置
JP6954813B2 (ja) 燃料電池の製造方法
CN114981907B (zh) 蓄电装置
KR101446161B1 (ko) 캡 조립체 및 이를 이용한 이차 전지
KR20180066227A (ko) 전극 스택 구속 장치
CN111129563A (zh) 燃料电池的电池组外壳以及外部约束部件
JP4107163B2 (ja) 組電池
CN114976410B (zh) 蓄电装置
CN111183526B (zh) 包括电池单元限制器的电池组
CN116547773A (zh) 蓄电装置
CN112154562A (zh) 包括具有电池单元边缘密封件的双极电池单元的电池
CN112154561A (zh) 包括具有由支撑框架支撑的边缘绝缘装置的双极电池单元的电池
CN112154559A (zh) 包括具有带定位表面特征的基底的双极电池单元的电池
KR100667944B1 (ko) 이차 전지와 이에 사용되는 안전밸브 설치 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20200508

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication