JP2002050391A - Fuel cell system - Google Patents

Fuel cell system

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JP2002050391A
JP2002050391A JP2000234865A JP2000234865A JP2002050391A JP 2002050391 A JP2002050391 A JP 2002050391A JP 2000234865 A JP2000234865 A JP 2000234865A JP 2000234865 A JP2000234865 A JP 2000234865A JP 2002050391 A JP2002050391 A JP 2002050391A
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Japan
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fuel cell
fuel
gas
manifold
cell system
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JP2000234865A
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Japanese (ja)
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Yosuke Fujii
洋介 藤井
Yoshinori Wariishi
義典 割石
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell system in which multiple fuel cell stacks are arranged and which is made compact size and suitable for mounting on the automobiles. SOLUTION: The fuel cell system comprises a first and a second fuel cell stack 12, 14 that are arranged alternately and an outer manifold 16 that is incorporated in the first and the second fuel cell stack 12, 14. This outer manifold 16 is equipped with a common manifold portion 92 which is installed between the first and the second fuel cell stack 12, 14 and supplies or discharges a fluid such as fuel gas and oxidant.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、固体高分子電解質
膜をアノード側電極とカソード側電極とで挟んで構成さ
れる単位燃料電池セルが、セパレータを介して水平方向
に複数個積層された燃料電池スタックを備える燃料電池
システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a fuel cell comprising a plurality of unit fuel cells, each comprising a solid polymer electrolyte membrane sandwiched between an anode electrode and a cathode electrode, which are horizontally stacked via a separator. The present invention relates to a fuel cell system including a battery stack.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、固体高分子型燃料電池は、高分
子イオン交換膜(陽イオン交換膜)からなる電解質膜の
両側にそれぞれアノード側電極およびカソード側電極を
対設して構成された単位燃料電池セルを、セパレータに
よって挟持することにより構成されている。この固体高
分子型燃料電池は、通常、単位燃料電池セルおよびセパ
レータを所定数だけ積層することにより、燃料電池スタ
ックとして使用されている。
2. Description of the Related Art For example, a polymer electrolyte fuel cell is a unit in which an anode electrode and a cathode electrode are opposed to each other on both sides of an electrolyte membrane composed of a polymer ion exchange membrane (cation exchange membrane). The fuel cell is constituted by sandwiching the fuel cell between separators. This polymer electrolyte fuel cell is usually used as a fuel cell stack by stacking a predetermined number of unit fuel cells and separators.

【0003】この種の燃料電池スタックにおいて、アノ
ード側電極に供給された燃料ガス、例えば、水素含有ガ
スは、触媒電極上で水素イオン化され、適度に加湿され
た電解質膜を介してカソード側電極側へと移動する。そ
の間に生じた電子が外部回路に取り出され、直流の電気
エネルギとして利用される。カソード側電極には、酸化
剤ガス、例えば、酸素含有ガスあるいは空気が供給され
ているために、このカソード側電極において、前記水素
イオン、前記電子および酸素ガスが反応して水が生成さ
れる。
In this type of fuel cell stack, a fuel gas, for example, a hydrogen-containing gas, supplied to an anode electrode is hydrogen-ionized on a catalyst electrode, and is humidified through a moderately humidified electrolyte membrane. Move to. The electrons generated during that time are taken out to an external circuit and used as DC electric energy. Since an oxidant gas, for example, an oxygen-containing gas or air is supplied to the cathode side electrode, the hydrogen ions, the electrons, and the oxygen gas react with each other to generate water at the cathode side electrode.

【0004】ところで、上記の燃料電池スタックを車両
等に搭載して使用する場合、所望の電力を得るために相
当に多数の単位燃料電池セルが必要となる。その際、相
当数の単位燃料電池セルを積層して単一の燃料電池スタ
ックを構成しようとすると、前記単位燃料電池セルの積
層方向の長さが相当に長尺化し、燃料ガスを各単位燃料
電池セルに対して均等に供給することができない等の不
具合が生じてしまう。
When the above-described fuel cell stack is mounted on a vehicle or the like and used, a considerably large number of unit fuel cells are required in order to obtain desired power. At this time, if an attempt is made to form a single fuel cell stack by stacking a considerable number of unit fuel cells, the length of the unit fuel cells in the stacking direction becomes considerably long, and fuel gas is transferred to each unit fuel. Problems such as the inability to evenly supply the battery cells occur.

【0005】そこで、複数の燃料電池スタックを用意
し、各燃料電池スタック同士をマニホールドを介して接
続して構成される燃料電池システムが採用されている。
例えば、特開平5−41239号公報には、燃料極、固
体電解質、空気極およびセラミックセパレータからなる
セルを複数個積層してなる少なくとも2つのスタック
で、マニホールドの一部または全部を構成する高温型燃
料電池モジュールが開示されている。
[0005] Therefore, a fuel cell system in which a plurality of fuel cell stacks are prepared and each fuel cell stack is connected to each other via a manifold has been adopted.
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-41239 discloses a high-temperature type in which a part or all of a manifold is constituted by at least two stacks each formed by stacking a plurality of cells each composed of a fuel electrode, a solid electrolyte, an air electrode, and a ceramic separator. A fuel cell module is disclosed.

【0006】また、特開平5−21083号公報には、
複数の単電池積層体の側面に複数の反応ガス循環用のマ
ニホールドが配置されるとともに、第1の単電池積層体
とこれに隣接する第2の単電池積層体との対向面間を、
反応ガスを通過させるための連結部材を介して連結した
燃料電池が開示されている。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-21083 discloses that
A plurality of manifolds for circulating the reaction gas are arranged on the side surfaces of the plurality of unit cell stacks, and a gap between the opposing surfaces of the first unit cell stack and the second unit cell stack adjacent thereto is provided.
A fuel cell connected via a connecting member for passing a reaction gas is disclosed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の各従
来技術では、スタックの積層方向が重力方向に設定され
ている。従って、車載用として使用する場合には、所望
の電力を得るために相当に多数の単位燃料電池セルが重
力方向に積層されることになり、スタック全体としての
高さ方向の寸法が相当に長尺化してしまう。
However, in each of the above prior arts, the stacking direction of the stack is set to the direction of gravity. Therefore, when used in a vehicle, a considerably large number of unit fuel cells are stacked in the direction of gravity in order to obtain a desired electric power, and the height dimension of the entire stack is considerably long. Will be scaled.

【0008】しかしながら、燃料電池スタックを車両等
に搭載する際、現実的にはシート下方やトランク下等の
床下収納が一般的なものとなり、この燃料電池スタック
の高さ方向に十分なスペースを確保することができな
い。これにより、積層される単位燃料電池セルの数が制
限されてしまい、所望の電力を確実に得ることができな
いという問題が指摘されている。
However, when the fuel cell stack is mounted on a vehicle or the like, it is practically common to store the fuel cell stack below the seat or under the trunk, and a sufficient space is secured in the height direction of the fuel cell stack. Can not do it. As a result, the number of unit fuel cells to be stacked is limited, and it is pointed out that a desired power cannot be reliably obtained.

【0009】本発明はこの種の問題を解決するものであ
り、特に、システム全体の高さ方向を有効に小型化する
とともに、所望の電力を確実に得ることが可能な車載に
適した燃料電池システムを提供することを目的とする。
The present invention solves this kind of problem, and in particular, is suitable for a vehicle-mounted fuel cell that can effectively reduce the height of the entire system and reliably obtain desired power. The purpose is to provide a system.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
燃料電池システムでは、単位燃料電池セルの積層方向に
沿って互いに平行に配列される複数の燃料電池スタック
と、複数の前記燃料電池スタックに少なくともアノード
側電極とカソード側電極に対応して燃料ガスと酸化剤ガ
スを供給および排出する外部マニホールドとを備えてい
る。このため、セパレータ面内に、各単位燃料電池セル
に反応ガス(燃料ガスや酸化剤ガス)を分配する連通孔
が設けられた内部マニホールド構造のように、連通孔周
囲のシール面積が大きくなることがなく、システム全体
の容積を小さくすることができる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a fuel cell system comprising: a plurality of fuel cell stacks arranged in parallel with each other along a stacking direction of unit fuel cells; The stack is provided with an external manifold for supplying and discharging a fuel gas and an oxidizing gas corresponding to at least the anode electrode and the cathode electrode. For this reason, the seal area around the communication hole is increased as in an internal manifold structure in which a communication hole for distributing a reaction gas (fuel gas or oxidant gas) to each unit fuel cell is provided in the separator surface. And the volume of the entire system can be reduced.

【0011】さらに、外部マニホールドは、互いに隣接
する燃料電池スタック間に介装されて前記燃料電池スタ
ックに少なくとも燃料ガスおよび酸化剤ガスを供給また
は排出する共通マニホールド部を設けている。従って、
外部マニホールド全体の構成が簡素化されるとともに、
有効に小型化され、燃料電池システム全体のコンパクト
化が図られる。
Further, the external manifold has a common manifold portion interposed between the adjacent fuel cell stacks for supplying or discharging at least a fuel gas and an oxidizing gas to the fuel cell stack. Therefore,
The structure of the entire external manifold is simplified,
The fuel cell system is effectively downsized, and the entire fuel cell system is downsized.

【0012】しかも、燃料電池スタックを構成する複数
の単位燃料電池セルは、セパレータを介して水平方向に
複数個積層されている。これにより、燃料電池システム
全体の高さ方向の寸法を有効に抑えながら多数の単位燃
料電池セルを積層して所望の電力を得ることが可能にな
り、特に車載に適した燃料電池システムを提供すること
ができる。
Further, a plurality of unit fuel cells constituting the fuel cell stack are stacked in a horizontal direction with a separator interposed therebetween. As a result, it is possible to obtain a desired power by stacking a large number of unit fuel cells while effectively suppressing the height dimension of the entire fuel cell system, and to provide a fuel cell system particularly suitable for in-vehicle use. be able to.

【0013】また、本発明の請求項2に係る燃料電池シ
ステムでは、複数の燃料電池スタックの下側または上側
に配置されて前記燃料電池スタックを支持する支持マニ
ホールド部を備えている。従って、支持マニホールド部
を介して各単位燃料電池セルおよびセパレータを確実に
支持することが可能になり、振動等によって前記セパレ
ータにずれ等が発生することを確実に阻止することがで
きる。しかも、燃料電池スタックは、共通マニホールド
部を介して側面が支持されるとともに、支持マニホール
ド部を介して下面または上面が支持されており、燃料電
池スタック全体を強固に保持することが可能になる。
Further, the fuel cell system according to the second aspect of the present invention includes a support manifold portion disposed below or above the plurality of fuel cell stacks and supporting the fuel cell stack. Therefore, it is possible to reliably support each unit fuel cell and the separator via the support manifold portion, and it is possible to reliably prevent the separator from being displaced due to vibration or the like. Moreover, the fuel cell stack is supported on the side surface via the common manifold portion, and the lower surface or the upper surface is supported via the support manifold portion, so that the entire fuel cell stack can be firmly held.

【0014】さらにまた、本発明の請求項3に係る燃料
電池システムでは、共通マニホールド部が配置される一
方の側部とは反対の他方の側部に支持マニホールド部が
配置されている。このため、燃料電池システム全体とし
ての高さ方向の寸法が、実質的に燃料電池スタックの高
さとなり、前記燃料電池システムの高さが可及的に短尺
化される。
Further, in the fuel cell system according to claim 3 of the present invention, the support manifold is disposed on the other side opposite to the one on which the common manifold is disposed. For this reason, the height dimension of the entire fuel cell system is substantially the height of the fuel cell stack, and the height of the fuel cell system is shortened as much as possible.

【0015】また、本発明の請求項4に係る燃料電池シ
ステムでは、外部マニホールドが絶縁部材で構成されて
いる。これにより、各燃料電池スタック同士の絶縁性を
有効に保持するとともに、外部マニホールドの成形作業
が簡素化されて経済的なものとなる。
Further, in the fuel cell system according to claim 4 of the present invention, the external manifold is formed of an insulating member. This effectively maintains the insulation between the fuel cell stacks, and simplifies the operation of forming the external manifold to be economical.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施形態
に係る燃料電池システム10の概略斜視図であり、図2
は、前記燃料電池システム10の概略正面図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view of a fuel cell system 10 according to a first embodiment of the present invention, and FIG.
1 is a schematic front view of the fuel cell system 10. FIG.

【0017】燃料電池システム10は、水平方向(矢印
A方向)に沿って互いに平行に配列される第1燃料電池
スタック12および第2燃料電池スタック14と、前記
第1および第2燃料電池スタック12、14に対して少
なくとも燃料ガスおよび酸化剤ガス、さらに必要に応じ
て冷却媒体の供給と排出を行うための外部マニホールド
16とを備える。
The fuel cell system 10 includes a first fuel cell stack 12 and a second fuel cell stack 14 arranged in parallel with each other along a horizontal direction (the direction of arrow A), and the first and second fuel cell stacks 12. , 14 are provided with at least a fuel gas and an oxidizing gas, and, if necessary, an external manifold 16 for supplying and discharging a cooling medium.

【0018】第1燃料電池スタック12は、図3および
図4に示すように、単位燃料電池セル32と、この単位
燃料電池セル32を挟持する第1および第2セパレータ
34、36とを備え、これらが複数組だけ水平方向(矢
印A方向)に積層されている。第1燃料電池スタック1
2は、全体として直方体状を有しており、短辺方向(矢
印B方向)が重力方向に指向するとともに、長辺方向
(矢印C方向)が水平方向に指向して配置される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the first fuel cell stack 12 includes a unit fuel cell 32, and first and second separators 34 and 36 sandwiching the unit fuel cell 32. A plurality of these are stacked in the horizontal direction (the direction of arrow A). First fuel cell stack 1
2 has a rectangular parallelepiped shape as a whole, and is arranged with the short side direction (arrow B direction) oriented in the direction of gravity and the long side direction (arrow C direction) oriented in the horizontal direction.

【0019】単位燃料電池セル32は、固体高分子電解
質膜38と、この電解質膜38を挟んで配設されるカソ
ード側電極40およびアノード側電極42とを有すると
ともに、前記カソード側電極40および前記アノード側
電極42には、例えば、多孔質層である多孔質カーボン
ペーパ等からなる第1および第2ガス拡散層44、46
が配設される。
The unit fuel cell 32 has a solid polymer electrolyte membrane 38, and a cathode 40 and an anode 42 disposed with the electrolyte membrane 38 interposed therebetween. The anode-side electrode 42 has first and second gas diffusion layers 44 and 46 made of, for example, porous carbon paper as a porous layer.
Is arranged.

【0020】単位燃料電池セル32の両側には、第1お
よび第2ガスケット48、50が設けられ、前記第1ガ
スケット48は、カソード側電極40および第1ガス拡
散層44を収納するための大きな開口部52を有する一
方、前記第2ガスケット50は、アノード側電極42お
よび第2ガス拡散層46を収納するための大きな開口部
54を有する。単位燃料電池セル32と第1および第2
ガスケット48、50とが、第1および第2セパレータ
34、36によって挟持される。
On both sides of the unit fuel cell 32, first and second gaskets 48, 50 are provided. The first gasket 48 is large for accommodating the cathode 40 and the first gas diffusion layer 44. While having the opening 52, the second gasket 50 has a large opening 54 for accommodating the anode-side electrode 42 and the second gas diffusion layer 46. Unit fuel cell 32 and first and second units
The gaskets 48, 50 are sandwiched by the first and second separators 34, 36.

【0021】第1セパレータ34の面34aの一端側上
部から複数本のそれぞれ独立した酸化剤ガス流路溝56
が設けられ、この酸化剤ガス流路溝56は、水平方向に
蛇行しながら重力方向に向かって延在する。酸化剤ガス
流路溝56は、第1セパレータ34の一端側下部から外
方に開放されている。
A plurality of independent oxidant gas flow grooves 56 are formed from the upper end of one end of the surface 34a of the first separator 34.
The oxidizing gas passage groove 56 extends in the direction of gravity while meandering in the horizontal direction. The oxidizing gas channel groove 56 is open outward from a lower portion on one end side of the first separator 34.

【0022】図5に示すように、第2セパレータ36は
長方形状に形成されており、この第2セパレータ36の
面36aには、複数本のそれぞれ独立した燃料ガス流路
溝58が形成される。この燃料ガス流路溝58の入口側
は、第2セパレータ36の一端側下部に設けられ、前記
燃料ガス流路溝58は上方に延在した後、水平方向に蛇
行しながら重力方向に延在し、前記第2セパレータ36
の他端側下部から外方に開放されている。
As shown in FIG. 5, the second separator 36 is formed in a rectangular shape, and a plurality of independent fuel gas flow grooves 58 are formed on the surface 36a of the second separator 36. . The inlet side of the fuel gas passage groove 58 is provided at a lower portion of one end of the second separator 36. After the fuel gas passage groove 58 extends upward, it extends in the gravity direction while meandering horizontally. And the second separator 36
Is open outward from the lower end on the other end side.

【0023】図3に示すように、第2セパレータ36の
面36aとは反対側の面36bに冷却媒体流路溝60が
形成される。この冷却媒体流路溝60の入口側は、第2
セパレータ36の一端側略中央に設けられており、前記
冷却媒体流路溝60は上方に延在した後、略水平方向に
蛇行しながら重力方向に延在し、前記第2セパレータ3
6の下部側略中央から外方に開放される。
As shown in FIG. 3, a coolant channel groove 60 is formed on a surface 36b of the second separator 36 opposite to the surface 36a. The inlet side of the cooling medium passage groove 60 is
The cooling medium passage groove 60 is provided substantially at the center on one end side of the separator 36, and extends in the gravity direction while meandering in a substantially horizontal direction after extending upward.
6 is opened outward from substantially the center of the lower side.

【0024】図6に示すように、単位燃料電池セル32
の積層方向(矢印A方向)両端には、第1および第2エ
ンドプレート62、64が配設されるとともに、この第
1エンドプレート62に正極である電力取り出し端子6
6と負極である電力取り出し端子68とが設けられる。
As shown in FIG. 6, the unit fuel cells 32
The first and second end plates 62 and 64 are disposed at both ends in the stacking direction (the direction of arrow A), and the first end plate 62 has a power extraction terminal 6 serving as a positive electrode.
6 and a power extraction terminal 68 which is a negative electrode.

【0025】第1燃料電池スタック12は、締め付け機
構70を介して積層方向(矢印A方向)に一体的に締め
付け固定される。締め付け機構70は、第1エンドプレ
ート62の外面側に設けられる液体チャンバ72と、こ
の液体チャンバ72内に封入される非圧縮性の面圧付与
用液体、例えば、シリコンオイル74と、第2エンドプ
レート64の外面側に設けられ、前記第2エンドプレー
ト64を前記第1エンドプレート62側に押圧するため
に水平方向に所定間隔ずつ離間して配置される2つまた
は3つの皿ばね76とを備える。
The first fuel cell stack 12 is integrally fastened and fixed in the stacking direction (direction of arrow A) via a fastening mechanism 70. The fastening mechanism 70 includes a liquid chamber 72 provided on the outer surface side of the first end plate 62, an incompressible liquid for applying a surface pressure sealed in the liquid chamber 72, for example, a silicon oil 74, Two or three disc springs 76 which are provided on the outer surface side of the plate 64 and are spaced apart by a predetermined distance in the horizontal direction to press the second end plate 64 toward the first end plate 62; Prepare.

【0026】液体チャンバ72を挟んで第1エンドプレ
ート62に対向してバックアッププレート78が配設さ
れ、このバックアッププレート78とアルミニウムまた
はステンレススチールの薄板80との間に液体チャンバ
72が構成される。皿ばね76は、第2エンドプレート
64の面内に略等間隔ずつ離間して配置されるととも
に、取り付け板82により支持される。取り付け板82
からバックアッププレート78に、例えば、6本のタイ
ロッド84が挿入されるとともに、このタイロッド84
は、単位燃料電池セル32と第1および第2セパレータ
34、36の外周端縁部を貫通して(あるいは、外方に
離間して)配置され、前記タイロッド84の端部にナッ
ト86がねじ込まれることにより、第1燃料電池スタッ
ク12が一体的に保持される。
A backup plate 78 is provided opposite the first end plate 62 with the liquid chamber 72 interposed therebetween, and the liquid chamber 72 is formed between the backup plate 78 and a thin plate 80 made of aluminum or stainless steel. The disc springs 76 are arranged at substantially equal intervals in the plane of the second end plate 64 and are supported by the mounting plate 82. Mounting plate 82
For example, six tie rods 84 are inserted into the backup plate 78 from the
Are arranged so as to penetrate (or are spaced apart outwardly) the unit fuel cell 32 and the outer peripheral edges of the first and second separators 34 and 36, and a nut 86 is screwed into the end of the tie rod 84. As a result, the first fuel cell stack 12 is integrally held.

【0027】第2燃料電池スタック14は、基本的には
第1燃料電池スタック12と同様に構成されており、同
一の構成要素には同一の参照符号を付してその詳細な説
明は省略する。但し、第2燃料電池スタック14は、上
述した第1燃料電池スタック12とは対称的に構成され
るとともに、電解質膜38に対してカソード側電極40
とアノード側電極42とが逆側に配置されている。
The second fuel cell stack 14 is basically configured in the same manner as the first fuel cell stack 12, and the same components are denoted by the same reference characters and will not be described in detail. . However, the second fuel cell stack 14 is configured symmetrically with respect to the first fuel cell stack 12 described above, and also has the cathode electrode 40
And the anode-side electrode 42 are disposed on the opposite side.

【0028】図1、図2および図7に示すように、外部
マニホールド16は、第1および第2燃料電池スタック
12、14の下方に配置されて前記第1および第2燃料
電池スタック12、14を支持する支持マニホールド部
90と、前記第1および第2燃料電池スタック12、1
4間に介装される共通マニホールド部92とを備えると
ともに、絶縁部材で構成されている。
As shown in FIGS. 1, 2 and 7, the external manifold 16 is disposed below the first and second fuel cell stacks 12, 14 so that the first and second fuel cell stacks 12, 14 are disposed. And a support manifold section 90 for supporting the first and second fuel cell stacks 12, 1
4 and a common manifold portion 92 interposed therebetween, and is formed of an insulating member.

【0029】支持マニホールド部90は、第1および第
2燃料電池スタック12、14の幅方向(矢印C方向)
の寸法に対応し、かつ前記第1および第2燃料電池スタ
ック12、14の積層方向(矢印A方向)の寸法に対応
する第1および第2載置面94a、94bを備える。第
1および第2載置面94a、94bは、第1および第2
燃料電池スタック12、14を構成する各単位燃料電池
セル32と第1および第2セパレータ34、36を直接
支持する。第1および第2載置面94a、94bの両側
には、第1および第2燃料電池スタック12、14を構
成する各単位燃料電池セル32と第1および第2セパレ
ータ34、36の幅方向両側部を直接支持する両壁面9
6a、96bが鉛直上方向に向かって一体的に設けられ
ている。
The support manifold section 90 extends in the width direction of the first and second fuel cell stacks 12 and 14 (in the direction of arrow C).
And first and second mounting surfaces 94a and 94b corresponding to the dimensions of the first and second fuel cell stacks 12 and 14 in the stacking direction (the direction of arrow A). The first and second mounting surfaces 94a and 94b are provided with the first and second mounting surfaces 94a and 94b.
The unit fuel cells 32 and the first and second separators 34 and 36 constituting the fuel cell stacks 12 and 14 are directly supported. On both sides of the first and second mounting surfaces 94a and 94b, both sides of each unit fuel cell 32 and the first and second separators 34 and 36 constituting the first and second fuel cell stacks 12 and 14 in the width direction. Walls 9 directly supporting the part
6a and 96b are provided integrally in a vertically upward direction.

【0030】支持マニホールド部90には、第1および
第2燃料電池スタック12、14内のそれぞれの酸化剤
ガス流路溝56の出口側に連通する酸化剤ガス排出流路
100a、100bと、前記第1および第2燃料電池ス
タック12、14内の各冷却媒体流路溝60の出口側に
連通する冷却媒体排出流路102a、102bと、該第
1および第2燃料電池スタック12、14内の燃料ガス
流路溝58の出口側に連通する燃料ガス排出流路104
a、104bとが、それぞれ対称の位置に形成されてい
る。
The support manifold section 90 includes oxidizing gas discharge passages 100a and 100b communicating with the outlets of the oxidizing gas passage grooves 56 in the first and second fuel cell stacks 12 and 14, respectively. Cooling medium discharge passages 102a, 102b communicating with the outlet sides of the respective cooling medium passage grooves 60 in the first and second fuel cell stacks 12, 14, and the inside of the first and second fuel cell stacks 12, 14, Fuel gas discharge passage 104 communicating with the outlet side of fuel gas passage groove 58
a and 104b are formed at symmetrical positions.

【0031】共通マニホールド部92は、支持マニホー
ルド部90の中央部に設けられている平坦面106の上
方に、それぞれ所定間隔ずつ離間して矢印A方向に延在
する仕切板108、110および112を備える。平坦
面106と仕切板108との間に燃料ガス供給流路11
4が形成され、前記仕切板108と仕切板110との間
に冷却媒体供給流路116が形成され、前記仕切板11
0と仕切板112との間に酸化剤ガス供給流路118が
形成される。
The common manifold portion 92 has partition plates 108, 110 and 112 extending above the flat surface 106 provided at the center of the support manifold portion 90 and extending in the direction of arrow A at predetermined intervals. Prepare. The fuel gas supply channel 11 is provided between the flat surface 106 and the partition plate 108.
4 is formed, a cooling medium supply passage 116 is formed between the partition plate 108 and the partition plate 110, and the partition plate 11
An oxidant gas supply channel 118 is formed between the partition plate 112 and the partition plate 112.

【0032】燃料ガス供給流路114は、第1および第
2燃料電池スタック12、14内の各燃料ガス流路溝5
8の入口側に連通し、冷却媒体供給流路116は、前記
第1および第2燃料電池スタック12、14の冷却媒体
流路溝60の入口側に連通し、酸化剤ガス供給流路11
8は、該第1および第2燃料電池スタック12、14の
各酸化剤ガス流路溝56の入口側に連通する。
The fuel gas supply passage 114 is provided in each of the fuel gas passage grooves 5 in the first and second fuel cell stacks 12 and 14.
8, the cooling medium supply passage 116 communicates with the inlet side of the cooling medium passage groove 60 of the first and second fuel cell stacks 12, 14, and the oxidant gas supply passage 11
8 communicates with the inlet side of each oxidizing gas channel groove 56 of the first and second fuel cell stacks 12 and 14.

【0033】外部マニホールド16の一端側には、配管
機構120が装着される。配管機構120は、外部マニ
ホールド16の形状に対応した配管ブロック122を備
え、この配管ブロック122が前記外部マニホールド1
6の側部にねじ止め等により固定される。配管ブロック
122には、酸化剤ガス排出流路100a、100bに
連通する酸化剤ガス排出管124が設けられ、前記酸化
剤ガス排出管124に酸化剤ガス排出口126が形成さ
れる。配管ブロック122には、冷却媒体排出流路10
2a、102bに連通する冷却媒体排出管128と、燃
料ガス排出流路104a、104bに連通する燃料ガス
排出管130とが設けられるとともに、前記冷却媒体排
出管128に冷却媒体排出口132が形成され、前記燃
料ガス排出管130に燃料ガス排出口134が形成され
る。
A piping mechanism 120 is mounted on one end of the external manifold 16. The piping mechanism 120 includes a piping block 122 corresponding to the shape of the external manifold 16.
6 is fixed by screws or the like. The piping block 122 is provided with an oxidizing gas discharge pipe 124 communicating with the oxidizing gas discharge flow paths 100a and 100b, and the oxidizing gas discharge pipe 124 has an oxidizing gas discharge port 126 formed therein. The piping block 122 includes a cooling medium discharge passage 10.
A cooling medium discharge pipe 128 communicating with the fuel gas discharge passages 104a and 104b is provided, and a cooling medium discharge port 132 is formed in the cooling medium discharge pipe 128. A fuel gas outlet 134 is formed in the fuel gas discharge pipe 130.

【0034】配管ブロック122の上部側には燃料ガス
供給流路114に連通する燃料ガス供給管136と、冷
却媒体供給流路116に連通する冷却媒体供給管138
と、酸化剤ガス供給流路118に連通する酸化剤ガス供
給管140とが装着される。燃料ガス供給管136、冷
却媒体供給管138および酸化剤ガス供給管140に
は、燃料ガス供給口142、冷却媒体供給口144およ
び酸化剤ガス供給口146が設けられている。
A fuel gas supply pipe 136 communicating with the fuel gas supply flow path 114 and a cooling medium supply pipe 138 communicating with the cooling medium supply flow path 116 are provided above the piping block 122.
Then, an oxidizing gas supply pipe 140 communicating with the oxidizing gas supply flow path 118 is mounted. The fuel gas supply pipe 136, the cooling medium supply pipe 138, and the oxidizing gas supply pipe 140 are provided with a fuel gas supply port 142, a cooling medium supply port 144, and an oxidizing gas supply port 146.

【0035】外部マニホールド16の他端部には、燃料
ガス、酸化剤ガスおよび冷却媒体が、この他端部側から
導出されることを防止するために閉塞用のブロック体1
47が装着されている。第1および第2燃料電池スタッ
ク12、14と外部マニホールド16との接触部位に
は、燃料ガス、酸化剤ガスおよび冷却媒体の漏れを阻止
するために複数のシール部材148が配設されている
(図2参照)。
The other end of the external manifold 16 has a closing block 1 for preventing fuel gas, oxidizing gas and cooling medium from being led out from the other end.
47 are attached. A plurality of seal members 148 are disposed at contact portions between the first and second fuel cell stacks 12 and 14 and the external manifold 16 to prevent leakage of the fuel gas, the oxidizing gas, and the cooling medium (see FIG. 1). (See FIG. 2).

【0036】このように構成される第1の実施形態に係
る燃料電池システム10の動作について、以下に説明す
る。
The operation of the fuel cell system 10 according to the first embodiment configured as described above will be described below.

【0037】燃料電池システム10を構成する配管機構
120には、燃料ガス供給口142から燃料ガス供給管
136に燃料ガス(例えば、炭化水素を改質した水素を
含むガス)が供給されるとともに、酸化剤ガス供給口1
46から酸化剤ガス供給管140に酸化剤ガスとして空
気または酸素含有ガス(以下、単に空気という)が供給
される。さらに、冷却媒体供給口144から冷却媒体供
給管138に純水やエチレングリコールやオイル等の冷
却媒体が供給される。
A fuel gas (for example, a gas containing hydrogen obtained by reforming a hydrocarbon) is supplied from a fuel gas supply port 142 to a fuel gas supply pipe 136 to a piping mechanism 120 constituting the fuel cell system 10. Oxidant gas supply port 1
Air or an oxygen-containing gas (hereinafter, simply referred to as air) is supplied to the oxidizing gas supply pipe 140 from 46 as an oxidizing gas. Further, a cooling medium such as pure water, ethylene glycol, or oil is supplied from the cooling medium supply port 144 to the cooling medium supply pipe 138.

【0038】燃料ガス供給管136に供給された燃料ガ
スは、外部マニホールド16を構成する共通マニホール
ド部92の燃料ガス供給流路114に送られ、この燃料
ガス供給流路114に沿って矢印A方向に移動する。そ
の際、共通マニホールド部92の両側に配置されている
第1および第2燃料電池スタック12、14では、各第
2セパレータ36の面36aに形成されている燃料ガス
流路溝58の入口側が燃料ガス供給流路114に連通し
ている。このため、燃料ガスは、燃料ガス供給流路11
4を流れながら第1および第2燃料電池スタック12、
14側に分岐供給され、各第2セパレータ36の燃料ガ
ス流路溝58に導入される。
The fuel gas supplied to the fuel gas supply pipe 136 is sent to the fuel gas supply passage 114 of the common manifold portion 92 constituting the external manifold 16, and along the fuel gas supply passage 114 in the direction of arrow A. Go to At this time, in the first and second fuel cell stacks 12 and 14 arranged on both sides of the common manifold portion 92, the fuel gas flow channel groove 58 formed on the surface 36a of each second separator 36 has a fuel side. It communicates with the gas supply channel 114. Therefore, the fuel gas is supplied to the fuel gas supply passage 11.
4, while flowing through the first and second fuel cell stacks 12,
The fuel is branched and supplied to the fuel gas flow channel 58 of each second separator 36.

【0039】図5に示すように、燃料ガス流路溝58に
供給された燃料ガスは、第2セパレータ36の面36a
の上端側に一旦移動した後、この面36aに沿って水平
方向に蛇行しながら重力方向に移動する。その際、燃料
ガス中の水素ガスは、第2ガス拡散層46を通って単位
燃料電池セル32のアノード側電極42に供給される。
そして、未使用の燃料ガスは、第2セパレータ36の下
部側から外部マニホールド16を構成する支持マニホー
ルド部90の燃料ガス排出流路104aに排出される。
この未使用の燃料ガスは、燃料ガス排出流路104aか
ら配管機構120を構成する配管ブロック122に装着
された燃料ガス排出管130に導入され、燃料ガス排出
口134を介して燃料電池システム10から排出され
る。
As shown in FIG. 5, the fuel gas supplied to the fuel gas passage groove 58 is applied to the surface 36 a of the second separator 36.
After moving once to the upper end side, it moves in the direction of gravity while meandering horizontally along this surface 36a. At that time, the hydrogen gas in the fuel gas is supplied to the anode 42 of the unit fuel cell 32 through the second gas diffusion layer 46.
Then, the unused fuel gas is discharged from the lower side of the second separator 36 to the fuel gas discharge passage 104a of the support manifold section 90 constituting the external manifold 16.
This unused fuel gas is introduced from the fuel gas discharge passage 104a to the fuel gas discharge pipe 130 attached to the pipe block 122 constituting the pipe mechanism 120, and is supplied from the fuel cell system 10 through the fuel gas discharge port 134. Is discharged.

【0040】一方、酸化剤ガス供給口146に供給され
た空気は、酸化剤ガス供給管140を介して共通マニホ
ールド部92の酸化剤ガス供給流路118に送られる。
酸化剤ガス供給流路118を流れる空気は、第1および
第2燃料電池スタック12、14内に組み込まれた第1
セパレータ34の酸化剤ガス流路溝56に導入され、こ
の酸化剤ガス流路溝56に沿って水平方向に蛇行しなが
ら重力方向に移動する(図3参照)。
On the other hand, the air supplied to the oxidizing gas supply port 146 is sent to the oxidizing gas supply passage 118 of the common manifold section 92 via the oxidizing gas supply pipe 140.
The air flowing through the oxidizing gas supply channel 118 is supplied to the first and second fuel cell stacks 12 and 14 by the first
It is introduced into the oxidizing gas passage groove 56 of the separator 34 and moves in the gravity direction while meandering horizontally along the oxidizing gas passage groove 56 (see FIG. 3).

【0041】その際、空気中の酸素ガスは、第1ガス拡
散層44からカソード側電極40に供給される一方、未
使用の空気が酸化剤ガス流路溝56を介して支持マニホ
ールド部90の酸化剤ガス排出流路100a、100b
に排出される。この酸化剤ガス排出流路100a、10
0bに排出された空気は、配管ブロック122に装着さ
れている酸化剤ガス排出管124を介して酸化剤ガス排
出口126より外部に排出される。
At this time, oxygen gas in the air is supplied from the first gas diffusion layer 44 to the cathode electrode 40, while unused air is supplied to the support manifold 90 through the oxidant gas flow channel groove 56. Oxidant gas discharge channels 100a, 100b
Is discharged. The oxidant gas discharge channels 100a, 10a
The air discharged to Ob is discharged to the outside from an oxidizing gas discharge port 126 through an oxidizing gas discharge pipe 124 mounted on a piping block 122.

【0042】これにより、第1および第2燃料電池スタ
ック12、14で発電が行われ、それぞれ特性の異なる
第1および第2電力取り出し端子66、68に接続され
る負荷、例えば、図示しないモータに電力が供給される
ことになる。
As a result, power is generated in the first and second fuel cell stacks 12 and 14, and the load is connected to the first and second power extraction terminals 66 and 68 having different characteristics, for example, a motor (not shown). Power will be supplied.

【0043】また、第1および第2燃料電池スタック1
2、14内は冷却媒体により有効に冷却される。すなわ
ち、冷却媒体供給口144に供給された冷却媒体は、冷
却媒体供給管138から共通マニホールド部92の冷却
媒体供給流路116に導入される。この冷却媒体は、第
1および第2燃料電池スタック12、14の第2セパレ
ータ36の側部略中央に連通する冷却媒体流路溝60に
導入され(図3参照)、一旦、上方に送られた後に略水
平方向に蛇行しながら重力方向に移動し、各単位燃料電
池セル32を冷却する。冷却に使用された冷却媒体は、
支持マニホールド部90に設けられている冷却媒体排出
流路102a、102bに排出され、この冷却媒体排出
流路102a、102bに連通する冷却媒体排出管12
8を介して冷却媒体排出口132から排出される。
The first and second fuel cell stacks 1
The inside of 2 and 14 is effectively cooled by the cooling medium. That is, the cooling medium supplied to the cooling medium supply port 144 is introduced from the cooling medium supply pipe 138 into the cooling medium supply passage 116 of the common manifold section 92. This cooling medium is introduced into a cooling medium flow channel 60 communicating with the approximate center of the side of the second separator 36 of the first and second fuel cell stacks 12 and 14 (see FIG. 3), and is once sent upward. After that, it moves in the direction of gravity while meandering in a substantially horizontal direction, and cools each unit fuel cell 32. The cooling medium used for cooling is
The cooling medium discharge pipe 12 is discharged to the cooling medium discharge channels 102a and 102b provided in the support manifold section 90 and communicates with the cooling medium discharge channels 102a and 102b.
8 and is discharged from the cooling medium discharge port 132.

【0044】この場合、第1の実施形態では、第1およ
び第2燃料電池スタック12、14と、この第1および
第2燃料電池スタック12、14に燃料ガス、酸化剤ガ
スおよび冷却媒体を供給および排出する外部マニホール
ド16とを備えている。このため、第1および第2燃料
電池スタック12、14に内部マニホールドを構成する
連通孔を設ける際のような前記連通孔外周のシールが不
要になり、シール面積を小さくして燃料電池システム1
0全体のコンパクト化を図ることができるという効果が
得られる。しかも、第1および第2セパレータ34、3
6に連通孔部分が不要となり、前記第1および第2セパ
レータ34、36の面積が小さくなって、第1および第
2燃料電池スタック12、14の小型化が容易に図られ
る。
In this case, in the first embodiment, the first and second fuel cell stacks 12 and 14 and the fuel gas, the oxidizing gas and the cooling medium are supplied to the first and second fuel cell stacks 12 and 14. And an external manifold 16 for discharging. For this reason, it is unnecessary to seal the outer periphery of the communication hole when providing the communication hole forming the internal manifold in the first and second fuel cell stacks 12 and 14, and the fuel cell system 1 has a reduced sealing area.
0 can be made compact. Moreover, the first and second separators 34, 3
6 does not require a communication hole portion, the area of the first and second separators 34, 36 is reduced, and the size of the first and second fuel cell stacks 12, 14 is easily reduced.

【0045】さらに、外部マニホールド16は、互いに
隣接する第1および第2燃料電池スタック12、14間
に介装される共通マニホールド部92を設けている。こ
の共通マニホールド部92は、第1および第2燃料電池
スタック12、14に燃料ガス、酸化剤ガスおよび冷却
媒体を振り分け供給することができ、マニホールドの数
を削減することが可能になる。これにより、燃料電池シ
ステム10では、部品点数、組み付け工数および取り付
けスペース等を有効に削減することができ、特に前記燃
料電池システム10を車両等に搭載する際に好適であ
る。
Further, the external manifold 16 has a common manifold portion 92 interposed between the first and second fuel cell stacks 12 and 14 adjacent to each other. The common manifold section 92 can distribute and supply the fuel gas, the oxidizing gas, and the cooling medium to the first and second fuel cell stacks 12 and 14, thereby reducing the number of manifolds. Accordingly, in the fuel cell system 10, the number of parts, the number of assembling steps, the mounting space, and the like can be effectively reduced, which is particularly suitable when the fuel cell system 10 is mounted on a vehicle or the like.

【0046】さらにまた、第1および第2燃料電池スタ
ック12、14では、単位燃料電池セル32が第1およ
び第2セパレータ34、36を介して水平方向に積層さ
れている。従って、所望の電力を得るために相当に多数
の単位燃料電池セル32を積層する際にも、高さ方向の
寸法が大きくなることがなく、特に車載用として高さ方
向のスペースが狭小な車両の床下等に燃料電池システム
10を配置する際に、良好に対応することが可能にな
る。
Further, in the first and second fuel cell stacks 12 and 14, unit fuel cells 32 are horizontally stacked via first and second separators 34 and 36. Therefore, even when a considerably large number of unit fuel cells 32 are stacked in order to obtain a desired electric power, the size in the height direction is not increased, and particularly in a vehicle in which the space in the height direction is narrow for use in a vehicle. When the fuel cell system 10 is arranged under the floor of the vehicle, it is possible to cope well.

【0047】ここで、第1および第2燃料電池スタック
12、14が外部マニホールド16の支持マニホールド
部90上に配置された状態で、単位燃料電池セル32と
第1および第2セパレータ34、36とが第1および第
2載置面94a、94bに直接支持されている。このた
め、特に水平方向に積層されている第1および第2セパ
レータ34、36が振動等によってずれることがなく、
前記第1および第2燃料電池スタック12、14を確実
に支持することができるという利点がある。
Here, the unit fuel cell 32, the first and second separators 34 and 36, and the first and second fuel cell stacks 12 and 14 are arranged on the support manifold section 90 of the external manifold 16. Are directly supported by the first and second mounting surfaces 94a and 94b. Therefore, the first and second separators 34 and 36, which are particularly stacked in the horizontal direction, do not shift due to vibration or the like.
There is an advantage that the first and second fuel cell stacks 12 and 14 can be reliably supported.

【0048】図8は、本発明の第2の実施形態に係る燃
料電池システム160の概略斜視図である。なお、第1
の実施形態に係る燃料電池システム10と同一の構成要
素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略
する。また、以下に説明する第3乃至第6の実施形態に
おいても同様である。
FIG. 8 is a schematic perspective view of a fuel cell system 160 according to the second embodiment of the present invention. The first
The same components as those of the fuel cell system 10 according to the embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The same applies to the third to sixth embodiments described below.

【0049】燃料電池システム160は、外部マニホー
ルド162を備えており、この外部マニホールド162
を構成する支持マニホールド部90には、酸化剤ガス供
給流路164a、164bと、冷却媒体供給流路166
a、166bと、燃料ガス供給流路168a、168b
とが積層方向(矢印A方向)に延在して形成される。外
部マニホールド162を構成する共通マニホールド部9
2には、下部側から上方に向かって燃料ガス排出流路1
70と、冷却媒体排出流路172と、酸化剤ガス排出流
路174とが設けられている。
The fuel cell system 160 has an external manifold 162.
The oxidizing gas supply passages 164a and 164b and the cooling medium supply passage 166
a, 166b and fuel gas supply flow paths 168a, 168b
Are formed to extend in the laminating direction (the direction of arrow A). Common manifold section 9 constituting external manifold 162
2 includes a fuel gas discharge channel 1 extending upward from a lower side.
70, a cooling medium discharge channel 172, and an oxidizing gas discharge channel 174.

【0050】このように構成される第2の実施形態で
は、外部マニホールド162の酸化剤ガス供給流路16
4a、164bに酸化剤ガスが供給されると、第1およ
び第2燃料電池スタック12、14を構成し、この酸化
剤ガス供給流路164a、164bに連通する第1セパ
レータ34の酸化剤ガス流路溝56に前記酸化剤ガスが
導入される。この酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路溝56
に沿って水平方向に蛇行しながら反重力方向に移動し、
共通マニホールド部92に設けられている酸化剤ガス排
出流路174に排出される。
In the second embodiment configured as described above, the oxidizing gas supply passage 16 of the external manifold 162
When the oxidizing gas is supplied to the first and second fuel cell stacks 12 and 14, the oxidizing gas flows through the first separator 34 communicating with the oxidizing gas supply passages 164a and 164b. The oxidant gas is introduced into the passage groove 56. The oxidizing gas flows into the oxidizing gas flow channel groove 56.
Moving in the anti-gravity direction while meandering horizontally along
The oxidant gas is discharged to an oxidizing gas discharge channel 174 provided in the common manifold section 92.

【0051】同様に、燃料ガス供給流路168a、16
8bに供給された燃料ガスは、第1および第2燃料電池
スタック12、14を構成する各第2セパレータ36に
形成された燃料ガス流路溝58に導入され、この燃料ガ
ス流路溝58に沿って水平方向に蛇行しながら反重力方
向に移動した後、共通マニホールド部92の燃料ガス排
出流路170に排出される。さらにまた、冷却媒体供給
流路166a、166bに供給された冷却媒体は、第1
および第2燃料電池スタック12、14内で冷却媒体流
路溝60に沿って反重力方向に移動した後、共通マニホ
ールド部92の冷却媒体排出流路172に排出される。
Similarly, the fuel gas supply passages 168a, 168
The fuel gas supplied to the fuel gas flow channel 8b is introduced into the fuel gas flow channel groove 58 formed in each of the second separators 36 constituting the first and second fuel cell stacks 12, 14. After moving in the anti-gravity direction while meandering in the horizontal direction, the fuel gas is discharged to the fuel gas discharge passage 170 of the common manifold portion 92. Furthermore, the cooling medium supplied to the cooling medium supply channels 166a and 166b is the first cooling medium.
After moving in the antigravity direction along the coolant flow channel 60 in the second fuel cell stacks 12 and 14, the coolant is discharged to the coolant discharge flow channel 172 of the common manifold portion 92.

【0052】このように、第2の実施形態では、酸化剤
ガス、燃料ガスおよび冷却媒体の流れ方向が第1の実施
形態と逆に設定されており、共通マニホールド部92に
は、第1および第2燃料電池スタック12、14から酸
化剤ガス、燃料ガスおよび冷却媒体を排出するための酸
化剤ガス排出流路174、燃料ガス排出流路170およ
び冷却媒体排出流路172が設けられている。このた
め、第2の実施形態では、マニホールド数を削減すると
ともに、高さ方向のスペースを有効に削減し得る等、第
1の実施形態と同様の効果が得られる。
As described above, in the second embodiment, the flow directions of the oxidizing gas, the fuel gas, and the cooling medium are set to be opposite to those in the first embodiment, and the first and second manifolds 92 An oxidizing gas discharge channel 174, a fuel gas discharging channel 170, and a cooling medium discharging channel 172 for discharging the oxidizing gas, the fuel gas, and the cooling medium from the second fuel cell stacks 12, 14 are provided. For this reason, in the second embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained, such as the number of manifolds can be reduced and the space in the height direction can be effectively reduced.

【0053】図9は、本発明の第3の実施形態に係る燃
料電池システム180の概略斜視図である。この燃料電
池システム180を構成する外部マニホールド182
は、第1および第2燃料電池スタック12、14間に介
装される共通マニホールド部92と、前記第1および第
2燃料電池スタック12、14の上側に配置される支持
マニホールド部184とを備える。
FIG. 9 is a schematic perspective view of a fuel cell system 180 according to the third embodiment of the present invention. The external manifold 182 constituting the fuel cell system 180
Includes a common manifold portion 92 interposed between the first and second fuel cell stacks 12 and 14, and a support manifold portion 184 disposed above the first and second fuel cell stacks 12 and 14. .

【0054】このように、第3の実施形態では、第1お
よび第2燃料電池スタック12、14上に外部マニホー
ルド182が配置されており、燃料電池システム180
の設置状況等に応じて好適に使用することが可能にな
る。
As described above, in the third embodiment, the external manifold 182 is disposed on the first and second fuel cell stacks 12 and 14, and the fuel cell system 180
It can be suitably used according to the installation status of the device.

【0055】図10は、本発明の第4の実施形態に係る
燃料電池システム200の概略斜視図であり、図11
は、前記燃料電池システム200の概略正面図である。
FIG. 10 is a schematic perspective view of a fuel cell system 200 according to a fourth embodiment of the present invention.
2 is a schematic front view of the fuel cell system 200. FIG.

【0056】燃料電池システム200は、外部マニホー
ルド202を備え、この外部マニホールド202は、互
いに隣接する第1および第2燃料電池スタック12、1
4間に介装される共通マニホールド部204と、前記第
1および第2燃料電池スタック12、14の前記共通マ
ニホールド部204が配置される一方の側部とは反対側
の他方の側部に配置される支持マニホールド部206、
208とを備える。共通マニホールド部204と支持マ
ニホールド部206、208とは、例えば、矢印C方向
に挿通される図示しないタイロッドにより第1および第
2燃料電池スタック12、14と一体的に締め付け固定
される。
The fuel cell system 200 includes an external manifold 202, which is connected to the first and second fuel cell stacks 12, 1 adjacent to each other.
And a common manifold portion 204 interposed between the first and second fuel cell stacks 12 and 14 and the other side portion of the first and second fuel cell stacks 12 and 14 opposite to the one side where the common manifold portion 204 is arranged. Support manifold part 206,
208. The common manifold portion 204 and the support manifold portions 206 and 208 are integrally fixed to the first and second fuel cell stacks 12 and 14 by, for example, tie rods (not shown) inserted in the direction of arrow C.

【0057】共通マニホールド部204は、第1および
第2燃料電池スタック12、14に燃料ガスを振り分け
供給するための燃料ガス供給流路114と、前記第1お
よび第2燃料電池スタック12、14に冷却媒体を振り
分け供給するための冷却媒体供給流路116と、該第1
および第2燃料電池スタック12、14に酸化剤ガスを
振り分け供給するための酸化剤ガス供給流路118とを
設けている。
The common manifold section 204 includes a fuel gas supply passage 114 for distributing and supplying the fuel gas to the first and second fuel cell stacks 12 and 14, and a fuel gas supply passage 114 for the first and second fuel cell stacks 12 and 14. A cooling medium supply passage for distributing and supplying a cooling medium;
Also, an oxidizing gas supply channel 118 for distributing and supplying an oxidizing gas to the second fuel cell stacks 12 and 14 is provided.

【0058】支持マニホールド部206、208は、第
1および第2燃料電池スタック12、14から酸化剤ガ
スを排出するための酸化剤ガス排出流路210a、21
0bと、前記第1および第2燃料電池スタック12、1
4から冷却媒体を排出するための冷却媒体排出流路21
2a、212bと、該第1および第2燃料電池スタック
12、14から燃料ガスを排出するための燃料ガス排出
流路214a、214bとを設けている。
The supporting manifold sections 206 and 208 are provided with oxidizing gas discharge passages 210 a and 21 for discharging the oxidizing gas from the first and second fuel cell stacks 12 and 14.
0b and the first and second fuel cell stacks 12, 1
Cooling medium discharge passage 21 for discharging the cooling medium from the cooling medium 4
2a, 212b and fuel gas discharge passages 214a, 214b for discharging fuel gas from the first and second fuel cell stacks 12, 14 are provided.

【0059】第1燃料電池スタック12には、図12に
示すように、酸化剤ガス供給流路118と酸化剤ガス排
出流路210aとに連通し、水平方向に蛇行しながら重
力方向に向かって酸化剤ガスを流すための複数本の酸化
剤ガス流路溝216と、図13に示すように、冷却媒体
供給流路116と冷却媒体排出流路212aとを連通
し、水平方向に延在して冷却媒体を移動させる冷却媒体
流路溝218と、図14に示すように、燃料ガス供給流
路114と燃料ガス排出流路214aとを連通し、水平
方向に蛇行しながら反重力方向に向かって燃料ガスを移
動させる複数本の燃料ガス流路溝220とが形成され
る。
As shown in FIG. 12, the first fuel cell stack 12 communicates with an oxidizing gas supply flow path 118 and an oxidizing gas discharge flow path 210a. A plurality of oxidizing gas flow grooves 216 for flowing the oxidizing gas, as shown in FIG. 13, communicate with the cooling medium supply flow path 116 and the cooling medium discharge flow path 212a, and extend in the horizontal direction. A cooling medium passage groove 218 for moving the cooling medium through the fuel gas supply passage 114 and the fuel gas discharge passage 214a as shown in FIG. And a plurality of fuel gas passage grooves 220 for moving the fuel gas.

【0060】このように構成される第4の実施形態に係
る燃料電池システム200では、第1および第2燃料電
池スタック12、14間に共通マニホールド部204が
配置されるとともに、前記第1および第2燃料電池スタ
ック12、14の外方側側部に支持マニホールド部20
6、208が配置されている。このため、燃料電池シス
テム200全体の高さ方向の寸法は、実質的に第1およ
び第2燃料電池スタック12、14の高さ寸法と同一と
なり、前記燃料電池システム200の高さを可及的に短
尺化し得るという効果が得られる。これにより、特に、
高さ方向のスペースが狭小な車両の床下等に燃料電池シ
ステム200を容易に搭載することが可能になるという
利点がある。
In the fuel cell system 200 according to the fourth embodiment configured as described above, the common manifold section 204 is arranged between the first and second fuel cell stacks 12 and 14, and the first and second fuel cell stacks 12 and 14 are arranged. 2 A support manifold 20 is provided on the outer side of the fuel cell stacks 12 and 14.
6, 208 are arranged. For this reason, the height dimension of the entire fuel cell system 200 is substantially the same as the height dimension of the first and second fuel cell stacks 12 and 14, and the height of the fuel cell system 200 is made as small as possible. The effect that the length can be shortened is obtained. This, in particular,
There is an advantage that the fuel cell system 200 can be easily mounted under the floor of a vehicle having a small space in the height direction.

【0061】なお、共通マニホールド部204を燃料ガ
ス、酸化剤ガスおよび冷却媒体の排出用流路構造とし、
支持マニホールド部206、208を燃料ガス、酸化剤
ガスおよび冷却媒体の供給流路構造としてもよい。以
下、第5および第6の実施形態でも、同様である。
The common manifold section 204 has a flow path structure for discharging the fuel gas, the oxidizing gas and the cooling medium,
The support manifold sections 206 and 208 may have a supply channel structure for the fuel gas, the oxidizing gas, and the cooling medium. Hereinafter, the same applies to the fifth and sixth embodiments.

【0062】図15は、本発明の第5の実施形態に係る
燃料電池システム240の概略正面図である。
FIG. 15 is a schematic front view of a fuel cell system 240 according to the fifth embodiment of the present invention.

【0063】燃料電池システム240は、積層方向に沿
って互いに平行に配列される第1燃料電池スタック1
2、第2燃料電池スタック14および第3燃料電池スタ
ック242と、外部マニホールド244とを備える。こ
の外部マニホールド244は、第1および第2燃料電池
スタック12、14間に介装される第1共通マニホール
ド部246、前記第2および第3燃料電池スタック1
4、242間に介装される第2共通マニホールド部24
8、前記第1および第3燃料電池スタック12、242
の外側側部に配置される支持マニホールド部250、2
52とを備える。
The fuel cell system 240 includes the first fuel cell stack 1 arranged in parallel with each other along the stacking direction.
2, a second fuel cell stack 14 and a third fuel cell stack 242, and an external manifold 244. The external manifold 244 includes a first common manifold section 246 interposed between the first and second fuel cell stacks 12 and 14, and the second and third fuel cell stacks 1.
4 and 242 interposed between the second common manifold section 24
8, the first and third fuel cell stacks 12, 242
Support manifold portions 250, 2
52.

【0064】第1共通マニホールド部246には、酸化
剤ガス排出流路174と、冷却媒体排出流路172と、
燃料ガス排出流路170とが設けられる一方、第2共通
マニホールド部248には、燃料ガス供給流路114
と、冷却媒体供給流路116と、酸化剤ガス供給流路1
18とが設けられる。支持マニホールド部250には、
燃料ガス供給流路114aと、冷却媒体供給流路116
aと、酸化剤ガス供給流路118aとが設けられる一
方、支持マニホールド部252には、酸化剤ガス排出流
路174aと、冷却媒体排出流路172aと、燃料ガス
排出流路170aとが設けられる。
In the first common manifold section 246, an oxidizing gas discharge channel 174, a cooling medium discharge channel 172,
The fuel gas supply passage 114 is provided in the second common manifold portion 248 while the fuel gas discharge passage 170 is provided.
, Cooling medium supply passage 116, oxidant gas supply passage 1
18 are provided. The support manifold 250 includes
The fuel gas supply passage 114a and the cooling medium supply passage 116
a and an oxidizing gas supply passage 118a, while the support manifold 252 is provided with an oxidizing gas discharge passage 174a, a cooling medium discharge passage 172a, and a fuel gas discharge passage 170a. .

【0065】このように構成される第5の実施形態に係
る燃料電池システム240では、支持マニホールド部2
50を介して第1燃料電池スタック12に燃料ガス、酸
化剤ガスおよび冷却媒体が供給され、この第1燃料電池
スタック12から第1共通マニホールド部246に燃料
ガス、酸化剤ガスおよび冷却媒体が排出される。また、
第2共通マニホールド部248に供給された燃料ガス、
酸化剤ガスおよび冷却媒体は、第2および第3燃料電池
スタック14、242に振り分け供給され、この第2お
よび第3燃料電池スタック14、242から第1共通マ
ニホールド部246および支持マニホールド部252に
燃料ガス、酸化剤ガスおよび冷却媒体が排出される。
In the fuel cell system 240 according to the fifth embodiment configured as described above, the support manifold 2
The fuel gas, the oxidizing gas, and the cooling medium are supplied to the first fuel cell stack 12 via the fuel cell 50, and the fuel gas, the oxidizing gas, and the cooling medium are discharged from the first fuel cell stack 12 to the first common manifold section 246. Is done. Also,
Fuel gas supplied to the second common manifold section 248,
The oxidizing gas and the cooling medium are distributed and supplied to the second and third fuel cell stacks 14 and 242, and the fuel is supplied from the second and third fuel cell stacks 14 and 242 to the first common manifold section 246 and the support manifold section 252. Gas, oxidant gas and cooling medium are exhausted.

【0066】このように、第5の実施形態では、第1お
よび第2燃料電池スタック12、14間に第1共通マニ
ホールド部246が介装されるとともに、第2および第
3燃料電池スタック14、242間に第2共通マニホー
ルド部248が介装されている。これにより、マニホー
ルド数が有効に削減されて燃料電池システム240全体
のコンパクト化が図られるとともに、前記燃料電池シス
テム240の高さ方向の寸法が可及的に短尺化されると
いう効果が得られる。
As described above, in the fifth embodiment, the first common manifold portion 246 is interposed between the first and second fuel cell stacks 12 and 14, and the second and third fuel cell stacks 14 and A second common manifold section 248 is interposed between 242. Thus, the number of manifolds is effectively reduced, so that the entire fuel cell system 240 can be made more compact, and the height of the fuel cell system 240 can be made as short as possible.

【0067】図16は、本発明の第6の実施形態に係る
燃料電池システム260の概略斜視図であり、図17
は、前記燃料電池システム260の概略正面図である。
FIG. 16 is a schematic perspective view of a fuel cell system 260 according to the sixth embodiment of the present invention.
3 is a schematic front view of the fuel cell system 260. FIG.

【0068】燃料電池システム260は、第1燃料電池
スタック12、第2燃料電池スタック14、第3燃料電
池スタック242および第4燃料電池スタック262
と、外部マニホールド264とを備える。外部マニホー
ルド264は、第1および第2燃料電池スタック12、
14間に介装される第1共通マニホールド部266と、
第3および第4燃料電池スタック242、262間に介
装される第2共通マニホールド部268と、前記第1お
よび第3燃料電池スタック12、242間に介装される
第3共通マニホールド部270と、前記第2および第4
燃料電池スタック14、262間に介装される第4共通
マニホールド部272とを備える。
The fuel cell system 260 includes a first fuel cell stack 12, a second fuel cell stack 14, a third fuel cell stack 242, and a fourth fuel cell stack 262.
And an external manifold 264. The external manifold 264 includes the first and second fuel cell stacks 12,
A first common manifold section 266 interposed between
A second common manifold section 268 interposed between the third and fourth fuel cell stacks 242 and 262, and a third common manifold section 270 interposed between the first and third fuel cell stacks 12 and 242; , The second and fourth
A fourth common manifold section 272 interposed between the fuel cell stacks 14 and 262;

【0069】第1および第2共通マニホールド部26
6、268には、燃料ガス供給流路114と、冷却媒体
供給流路116と、酸化剤ガス供給流路118とが順番
を逆にして設けられる一方、第3および第4共通マニホ
ールド部270、272には、燃料ガス排出流路274
a、274bと、冷却媒体排出流路276a、276b
と、酸化剤ガス排出流路278a、278bとがそれぞ
れ順番を逆にして設けられている。
First and second common manifold section 26
6, 268, the fuel gas supply channel 114, the cooling medium supply channel 116, and the oxidizing gas supply channel 118 are provided in reverse order, while the third and fourth common manifold portions 270, 272 has a fuel gas discharge channel 274
a, 274b and cooling medium discharge flow paths 276a, 276b
And oxidant gas discharge channels 278a and 278b are provided in reverse order.

【0070】このように構成される燃料電池システム2
60では、第1共通マニホールド部266を介して第1
および第2燃料電池スタック12、14に燃料ガス、酸
化剤ガスおよび冷却媒体が供給されるとともに、第2共
通マニホールド部268を介して第3および第4燃料電
池スタック242、262に燃料ガス、酸化剤ガスおよ
び冷却媒体が供給される。そして、第1および第3燃料
電池スタック12、242から第3共通マニホールド部
270に燃料ガス、酸化剤ガスおよび冷却媒体が排出さ
れる一方、第2および第4燃料電池スタック14、26
2から第4共通マニホールド部272に燃料ガス、酸化
剤ガスおよび冷却媒体が排出される。
The fuel cell system 2 configured as described above
At 60, the first common manifold section 266
The fuel gas, the oxidizing gas and the cooling medium are supplied to the second fuel cell stacks 12 and 14, and the fuel gas and the oxidizing gas are supplied to the third and fourth fuel cell stacks 242 and 262 via the second common manifold section 268. An agent gas and a cooling medium are supplied. Then, while the fuel gas, the oxidizing gas and the cooling medium are discharged from the first and third fuel cell stacks 12 and 242 to the third common manifold section 270, the second and fourth fuel cell stacks 14 and 26 are discharged.
The fuel gas, the oxidizing gas and the cooling medium are discharged to the second to fourth common manifold portions 272.

【0071】これにより、第1乃至第4燃料電池スタッ
ク12、14、242および262が組み込まれる際
に、外部マニホールド264を用いることによってマニ
ホールド数が半減され、燃料電池システム260全体の
コンパクト化が容易に遂行されるという効果が得られ
る。
Thus, when the first to fourth fuel cell stacks 12, 14, 242, and 262 are assembled, the number of manifolds is reduced by half by using the external manifold 264, and the entire fuel cell system 260 can be easily made compact. Is obtained.

【0072】[0072]

【発明の効果】本発明に係る燃料電池システムでは、外
部マニホールドを介して配列される複数の燃料電池スタ
ックが、単位燃料電池セルとセパレータを水平方向に積
層するようにしたため、燃料電池システム全体の高さ方
向の寸法を有効に短尺化することができる。これによ
り、特に、高さ方向のスペースが狭小な車両の床下等に
有効に配置することが可能になり、車載に適するものと
なる。
In the fuel cell system according to the present invention, a plurality of fuel cell stacks arranged via an external manifold are configured so that unit fuel cells and separators are stacked in a horizontal direction. The dimension in the height direction can be effectively shortened. As a result, in particular, it is possible to effectively arrange the device under the floor of a vehicle where the space in the height direction is narrow, and it is suitable for mounting on a vehicle.

【0073】しかも、燃料電池スタック間に共通マニホ
ールド部が介装されており、マニホールド数を削減して
燃料電池システム全体のコンパクト化が容易に図られ
る。さらに、内部マニホールド型の燃料電池スタックに
使用されているマニホールド外周のシール部分が不要に
なり、燃料電池スタック自体を有効に小型化することが
可能になる。
Further, since the common manifold section is interposed between the fuel cell stacks, the number of manifolds can be reduced and the whole fuel cell system can be easily made compact. Furthermore, the seal portion on the outer periphery of the manifold used in the fuel cell stack of the internal manifold type is not required, and the fuel cell stack itself can be effectively reduced in size.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態に係る燃料電池システ
ムの概略斜視図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view of a fuel cell system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す燃料電池システムの概略正面図であ
る。
FIG. 2 is a schematic front view of the fuel cell system shown in FIG.

【図3】前記燃料電池システムを構成する単位燃料電池
セルとセパレータの分解斜視図である。
FIG. 3 is an exploded perspective view of a unit fuel cell and a separator constituting the fuel cell system.

【図4】前記単位燃料電池セルと前記セパレータの断面
説明図である。
FIG. 4 is an explanatory sectional view of the unit fuel cell and the separator.

【図5】前記セパレータに設けられる燃料ガス流路溝の
説明図である。
FIG. 5 is an explanatory view of a fuel gas channel groove provided in the separator.

【図6】前記燃料電池システムを構成する燃料電池スタ
ックの一部断面側面図である。
FIG. 6 is a partial cross-sectional side view of a fuel cell stack constituting the fuel cell system.

【図7】前記燃料電池システムを構成する外部マニホー
ルドの分解斜視図である。
FIG. 7 is an exploded perspective view of an external manifold constituting the fuel cell system.

【図8】本発明の第2の実施形態に係る燃料電池システ
ムの概略斜視図である。
FIG. 8 is a schematic perspective view of a fuel cell system according to a second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第3の実施形態に係る燃料電池システ
ムの概略斜視図である。
FIG. 9 is a schematic perspective view of a fuel cell system according to a third embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第4の実施形態に係る燃料電池シス
テムの概略斜視図である。
FIG. 10 is a schematic perspective view of a fuel cell system according to a fourth embodiment of the present invention.

【図11】図10に示す燃料電池システムの概略正面図
である。
11 is a schematic front view of the fuel cell system shown in FIG.

【図12】前記燃料電池システムの酸化剤ガス流路溝の
説明図である。
FIG. 12 is an explanatory view of an oxidizing gas flow channel groove of the fuel cell system.

【図13】前記燃料電池システムの冷却媒体流路溝の説
明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram of a cooling medium flow channel of the fuel cell system.

【図14】前記燃料電池システムの燃料ガス流路溝の説
明図である。
FIG. 14 is an explanatory view of a fuel gas channel groove of the fuel cell system.

【図15】本発明の第5の実施形態に係る燃料電池シス
テムの概略正面図である。
FIG. 15 is a schematic front view of a fuel cell system according to a fifth embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第6の実施形態に係る燃料電池シス
テムの概略斜視図である。
FIG. 16 is a schematic perspective view of a fuel cell system according to a sixth embodiment of the present invention.

【図17】前記燃料電池システムの概略正面図である。FIG. 17 is a schematic front view of the fuel cell system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、160、180、200、240、260…燃料
電池システム 12、14、242、262…燃料電池スタック 16、162、182、202、244、264…外部
マニホールド 32…単位燃料電池セル 34、36…セパレー
タ 38…電解質膜 40…カソード側電極 42…アノード側電極 56、216…酸化剤
ガス流路溝 58、220…燃料ガス流路溝 60、218…冷却媒
体流路溝 70…締め付け機構 90、184、206、208、250、252…支持
マニホールド部 92、204、246、248、266、268、27
0、272…共通マニホールド部 94a、94b…載置面 100a、100b、174、174a、210a、2
10b、278a、278b…酸化剤ガス排出流路 102a、102b、172、172a、212a、2
12b、276a、276b…冷却媒体排出流路 104a、104b、170、170a、214a、2
14b、274a、274b…燃料ガス排出流路 114、114a、168a、168b…燃料ガス供給
流路 116、116a、166a、166b…冷却媒体供給
流路 118、118a、164a、164b…酸化剤ガス供
給流路 120…配管機構 122…配管ブロック
10, 160, 180, 200, 240, 260 ... fuel cell system 12, 14, 242, 262 ... fuel cell stack 16, 162, 182, 202, 244, 264 ... external manifold 32 ... unit fuel cell 34, 36 ... Separator 38 ... Electrolyte membrane 40 ... Cathode side electrode 42 ... Anode side electrode 56,216 ... Oxidant gas passage groove 58,220 ... Fuel gas passage groove 60,218 ... Cooling medium passage groove 70 ... Tightening mechanism 90,184 , 206, 208, 250, 252... Support manifold portions 92, 204, 246, 248, 266, 268, 27
0, 272: Common manifold portion 94a, 94b: Mounting surface 100a, 100b, 174, 174a, 210a, 2
10b, 278a, 278b ... oxidant gas discharge flow paths 102a, 102b, 172, 172a, 212a, 2
12b, 276a, 276b ... cooling medium discharge passages 104a, 104b, 170, 170a, 214a, 2
14b, 274a, 274b ... fuel gas discharge passages 114, 114a, 168a, 168b ... fuel gas supply passages 116, 116a, 166a, 166b ... cooling medium supply passages 118, 118a, 164a, 164b ... oxidant gas supply flows Road 120 ... Piping mechanism 122 ... Piping block

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】固体高分子電解質膜をアノード側電極とカ
ソード側電極とで挟んで構成される単位燃料電池セル
が、セパレータを介して水平方向に複数個積層された燃
料電池スタックを備える燃料電池システムであって、 積層方向に沿って互いに平行に配列される複数の燃料電
池スタックと、 複数の前記燃料電池スタックに、少なくとも前記アノー
ド側電極と前記カソード側電極に対応して燃料ガスと酸
化剤ガスを供給および排出する外部マニホールドと、 を備え、 前記外部マニホールドは、互いに隣接する前記燃料電池
スタック間に介装されるとともに、互いに隣接する該燃
料電池スタックに少なくとも前記燃料ガスおよび前記酸
化剤ガスを供給または排出する共通マニホールド部を設
けることを特徴とする燃料電池システム。
1. A fuel cell comprising a fuel cell stack in which a plurality of unit fuel cells each comprising a solid polymer electrolyte membrane sandwiched between an anode-side electrode and a cathode-side electrode are horizontally stacked via a separator. A system, comprising: a plurality of fuel cell stacks arranged in parallel with each other along a stacking direction; a plurality of the fuel cell stacks; a fuel gas and an oxidant corresponding to at least the anode electrode and the cathode electrode. An external manifold for supplying and discharging gas, wherein the external manifold is interposed between the fuel cell stacks adjacent to each other, and at least the fuel gas and the oxidant gas are provided to the fuel cell stacks adjacent to each other. A fuel cell system comprising a common manifold section for supplying or discharging fuel.
【請求項2】請求項1記載の燃料電池システムにおい
て、前記外部マニホールドは、複数の前記燃料電池スタ
ックの下側または上側に配置されて複数の該燃料電池ス
タックを支持する支持マニホールド部を備えることを特
徴とする燃料電池システム。
2. The fuel cell system according to claim 1, wherein the external manifold includes a support manifold disposed below or above the plurality of fuel cell stacks and supporting the plurality of fuel cell stacks. A fuel cell system characterized by the above-mentioned.
【請求項3】請求項1記載の燃料電池システムにおい
て、前記外部マニホールドは、前記燃料電池スタックの
前記共通マニホールド部が配置される一方の側部とは反
対の他方の側部に配置される支持マニホールド部を備え
ることを特徴とする燃料電池システム。
3. The fuel cell system according to claim 1, wherein the external manifold is disposed on the other side of the fuel cell stack opposite to the side on which the common manifold is disposed. A fuel cell system comprising a manifold section.
【請求項4】請求項1乃至3のいずれか1項に記載の燃
料電池システムにおいて、前記外部マニホールドは、絶
縁部材で構成されることを特徴とする燃料電池システ
ム。
4. The fuel cell system according to claim 1, wherein said external manifold is formed of an insulating member.
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Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004063099A (en) * 2002-07-24 2004-02-26 Honda Motor Co Ltd In-vehicle fuel cell stack
WO2005034272A1 (en) * 2003-10-03 2005-04-14 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell system and fuel cell automobile
WO2007049127A2 (en) 2005-10-25 2007-05-03 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell electric vehicle
JP2007165280A (en) * 2005-12-09 2007-06-28 Hyundai Motor Co Ltd Common distribution device of fuel cell for vehicle
JP2007299646A (en) * 2006-04-28 2007-11-15 Toshiba Corp Cell stack unit of fuel cell and fuel cell equipped with it
DE102006053978A1 (en) * 2006-11-10 2008-05-21 Ekpro Gmbh Fuel cell module for modularly designed fuel cell arrangement of e.g. motor vehicle, has waste products and cooling agent extended under insertion of sealing unit by socket or by connection and hardening of module with another module
JP2009134907A (en) * 2007-11-29 2009-06-18 Toyota Motor Corp Fuel cell system, and fuel cell vehicle
JP2010034082A (en) * 2009-11-16 2010-02-12 Honda Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2010516038A (en) * 2007-01-16 2010-05-13 エネルダイ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Medium supply plate for fuel cell stack
JP2013244756A (en) * 2012-05-23 2013-12-09 Suzuki Motor Corp Fuel cell vehicle
DE102012012255A1 (en) * 2012-06-22 2013-12-24 Daimler Ag Fuel cell system for vehicle, has pre-treatment devices and fuel cell stack enclosed by housing, and interstice between pre-treatment devices and stack formed as flow channel, which is limited in sections by pre-treatment devices and stack
KR20190031914A (en) * 2017-09-19 2019-03-27 주식회사 미코 Fuelcell structure
KR20190031916A (en) * 2017-09-19 2019-03-27 주식회사 미코 Solid oxide fuelcell structure
WO2020004786A1 (en) * 2018-06-29 2020-01-02 주식회사 미코 Fuel cell structure
CN111146470A (en) * 2018-11-06 2020-05-12 丰田自动车株式会社 Fuel cell stack
WO2021009259A1 (en) * 2019-07-16 2021-01-21 Fcp Fuel Cell Powertrain Gmbh Fuel cell system and integration backplane for fuel cell modules
JP2022152442A (en) * 2021-03-29 2022-10-12 本田技研工業株式会社 fuel cell system
CN116601807A (en) * 2020-12-10 2023-08-15 日产自动车株式会社 Vehicle-mounted fuel cell system

Cited By (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7595125B2 (en) 2002-07-24 2009-09-29 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel cell stack for vehicle
JP2004063099A (en) * 2002-07-24 2004-02-26 Honda Motor Co Ltd In-vehicle fuel cell stack
JP4686362B2 (en) * 2003-10-03 2011-05-25 本田技研工業株式会社 Fuel cell system and fuel cell vehicle
WO2005034272A1 (en) * 2003-10-03 2005-04-14 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell system and fuel cell automobile
DE112004001832B4 (en) * 2003-10-03 2013-03-14 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell system and fuel cell motor vehicle
US8048575B2 (en) 2003-10-03 2011-11-01 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell system and fuel cell automotive vehicle
JPWO2005034272A1 (en) * 2003-10-03 2007-11-22 本田技研工業株式会社 Fuel cell system and fuel cell vehicle
US7906241B2 (en) 2003-10-03 2011-03-15 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell system and fuel cell automobile vehicle
US7971670B2 (en) 2005-10-25 2011-07-05 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell electric vehicle
EP1952470A2 (en) * 2005-10-25 2008-08-06 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell electric vehicle
EP1952470A4 (en) * 2005-10-25 2009-12-09 Nissan Motor Fuel cell electric vehicle
WO2007049127A2 (en) 2005-10-25 2007-05-03 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell electric vehicle
US8177003B2 (en) 2005-10-25 2012-05-15 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell electric vehicle
JP2007165280A (en) * 2005-12-09 2007-06-28 Hyundai Motor Co Ltd Common distribution device of fuel cell for vehicle
JP2007299646A (en) * 2006-04-28 2007-11-15 Toshiba Corp Cell stack unit of fuel cell and fuel cell equipped with it
DE102006053978B4 (en) * 2006-11-10 2009-02-19 Ekpro Gmbh Fuel cell module, thus realizable fuel cell assembly and associated kit
DE102006053978A1 (en) * 2006-11-10 2008-05-21 Ekpro Gmbh Fuel cell module for modularly designed fuel cell arrangement of e.g. motor vehicle, has waste products and cooling agent extended under insertion of sealing unit by socket or by connection and hardening of module with another module
US9508997B2 (en) 2007-01-16 2016-11-29 Sunfire Gmbh Media supply plate for a fuel cell stack
JP2010516038A (en) * 2007-01-16 2010-05-13 エネルダイ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Medium supply plate for fuel cell stack
JP2009134907A (en) * 2007-11-29 2009-06-18 Toyota Motor Corp Fuel cell system, and fuel cell vehicle
JP2010034082A (en) * 2009-11-16 2010-02-12 Honda Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2013244756A (en) * 2012-05-23 2013-12-09 Suzuki Motor Corp Fuel cell vehicle
DE102012012255A1 (en) * 2012-06-22 2013-12-24 Daimler Ag Fuel cell system for vehicle, has pre-treatment devices and fuel cell stack enclosed by housing, and interstice between pre-treatment devices and stack formed as flow channel, which is limited in sections by pre-treatment devices and stack
KR20190031916A (en) * 2017-09-19 2019-03-27 주식회사 미코 Solid oxide fuelcell structure
CN111095639B (en) * 2017-09-19 2023-08-15 美科电力有限公司 Solid oxide fuel cell structure
WO2019059498A1 (en) * 2017-09-19 2019-03-28 주식회사 미코 Fuel cell structure
KR102017578B1 (en) * 2017-09-19 2019-09-03 주식회사 미코 Fuelcell structure
KR102017592B1 (en) * 2017-09-19 2019-09-03 주식회사 미코 Solid oxide fuelcell structure
CN111095639A (en) * 2017-09-19 2020-05-01 美科股份有限公司 Solid oxide fuel cell structure
KR20190031914A (en) * 2017-09-19 2019-03-27 주식회사 미코 Fuelcell structure
WO2020004786A1 (en) * 2018-06-29 2020-01-02 주식회사 미코 Fuel cell structure
CN111146470A (en) * 2018-11-06 2020-05-12 丰田自动车株式会社 Fuel cell stack
CN111146470B (en) * 2018-11-06 2023-03-24 丰田自动车株式会社 Fuel cell stack
JP2021535575A (en) * 2019-07-16 2021-12-16 エフ・ツェー・ペー・フューエル・セル・パワートレイン・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツングFcp Fuel Cell Powertrain Gmbh Integrated backplane for fuel cell systems and fuel cell modules
CN112913062B (en) * 2019-07-16 2021-11-23 Fcp燃料电池动力系统股份有限公司 Fuel cell system and integrated back plate for fuel cell module
CN112913062A (en) * 2019-07-16 2021-06-04 Fcp燃料电池动力系统股份有限公司 Fuel cell system and integrated back plate for fuel cell module
CN114361492A (en) * 2019-07-16 2022-04-15 Fcp燃料电池动力系统股份有限公司 Fuel cell system and integrated back plate for fuel cell module
KR20210130697A (en) * 2019-07-16 2021-11-01 에프씨피 퓨얼 셀 파워트레인 Integrated backplane for fuel cell systems and fuel cell modules
WO2021009259A1 (en) * 2019-07-16 2021-01-21 Fcp Fuel Cell Powertrain Gmbh Fuel cell system and integration backplane for fuel cell modules
KR102646454B1 (en) * 2019-07-16 2024-03-13 에프씨피 퓨얼 셀 파워트레인 게엠베하 Integrated backplane for fuel cell systems and fuel cell modules
CN114361492B (en) * 2019-07-16 2024-06-07 Fcp燃料电池动力系统股份有限公司 Fuel cell system and integrated back plate for fuel cell module
CN116601807A (en) * 2020-12-10 2023-08-15 日产自动车株式会社 Vehicle-mounted fuel cell system
US12080932B2 (en) 2020-12-10 2024-09-03 Nissan Motor Co., Ltd. In-vehicle fuel cell system
JP2022152442A (en) * 2021-03-29 2022-10-12 本田技研工業株式会社 fuel cell system
US11695148B2 (en) 2021-03-29 2023-07-04 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell system

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