JP2002367663A - Fuel cell stack - Google Patents

Fuel cell stack

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JP2002367663A
JP2002367663A JP2001176199A JP2001176199A JP2002367663A JP 2002367663 A JP2002367663 A JP 2002367663A JP 2001176199 A JP2001176199 A JP 2001176199A JP 2001176199 A JP2001176199 A JP 2001176199A JP 2002367663 A JP2002367663 A JP 2002367663A
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fuel cell
cell stack
end plate
case
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    • Y02E60/50Fuel cells

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  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To structure a small size and light weight fuel cell stack. SOLUTION: A laminated body 14 laminated with unit cells 12 is housed in a case 20 together with current collector electrodes 16a, 16b, insulating plates 58a, 58b and an end plate 18. Cone disc springs 22 are provided between the end plate 18 and the case 20, and the laminated body 14 is pressure supported by elastically energizing (pressing on) the end plate 18 by the cone disc springs 22. Further, the end plate 18 is supported to the case 20 by engaging the protrusion member 68 jointed to the case 20 in free sliding with a side groove 64 provided at the both ends of the end plate 18, thereby, the end plate 18 is displaced as it is guided by the protrusion member 68 when the cone disc springs 22 are compressed or expanded.

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、燃料電池スタック
に関し、一層詳細には、小型かつ軽量な燃料電池スタッ
クに関する。
The present invention relates to a fuel cell stack, and more particularly, to a small and lightweight fuel cell stack.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的な燃料電池スタックは、単位セル
が所定数で互いに電気的に直列接続されるとともに積層
されてなる積層体が1組のエンドプレートの間に介装さ
れ、かつ該1組のエンドプレートの外側に配置された1
組のバックアッププレート同士がタイロッド等の緊締部
材で緊締されることにより構成されている。この緊締に
より、積層体および1組のエンドプレートが加圧保持さ
れる。なお、一方のエンドプレートとバックアッププレ
ートとの間には、通常、皿ばねやブラダー等が介装され
る。
2. Description of the Related Art In a general fuel cell stack, a laminate composed of a predetermined number of unit cells electrically connected in series to each other and laminated is interposed between a set of end plates. 1 placed outside the set of end plates
The backup plates of the set are configured to be tightened by a tightening member such as a tie rod. Due to this tightening, the laminate and the set of end plates are held under pressure. A disc spring, a bladder, and the like are usually interposed between one end plate and the backup plate.

【0003】前記単位セルは、アノード側電極とカソー
ド側電極との間に電解質層が介装されることにより構成
された接合体と、該接合体を挟持する1対のセパレータ
とを備える。両セパレータにおけるアノード側電極に対
向する面には、該アノード側電極に燃料ガス(例えば、
水素を主成分とする水素含有ガス)を供給・排出するた
めの第1ガス流路が設けられており、その一方で、カソ
ード側電極に対向する面には、該カソード側電極に酸化
剤ガス(例えば、酸素を含有する酸素含有ガス)を供給
・排出するための第2ガス流路が設けられている。
[0003] The unit cell includes a joint formed by interposing an electrolyte layer between an anode electrode and a cathode electrode, and a pair of separators sandwiching the joint. The surface of both separators facing the anode electrode has a fuel gas (for example,
A first gas flow path for supplying / discharging a hydrogen-containing gas containing hydrogen as a main component is provided. On the other hand, an oxidizing gas is supplied to the cathode-side electrode on a surface facing the cathode-side electrode. A second gas flow path for supplying and discharging (for example, an oxygen-containing gas containing oxygen) is provided.

【0004】このように構成された燃料電池スタックを
運転するに際しては、アノード側電極に供給された水素
含有ガス中の水素がアノード側電極を構成する電極触媒
層上で電離し、その結果、水素イオンと電子が生成す
る。このうち、水素イオンは電解質膜を介してカソード
側電極側へと移動する。この間、電子は外部回路に取り
出され、直流の電気エネルギとして利用された後、カソ
ード側電極に至る。
When operating the fuel cell stack configured as described above, hydrogen in the hydrogen-containing gas supplied to the anode is ionized on the electrode catalyst layer constituting the anode, and as a result, hydrogen Ions and electrons are generated. Of these, hydrogen ions move to the cathode side through the electrolyte membrane. During this time, the electrons are taken out to an external circuit and used as DC electric energy before reaching the cathode side electrode.

【0005】ここで、カソード側電極には空気等の酸素
含有ガスが供給されている。このため、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含有ガ
ス中の酸素が反応し、その結果、水が生成する。
Here, an oxygen-containing gas such as air is supplied to the cathode side electrode. Therefore, at the cathode-side electrode, the hydrogen ions, the electrons, and oxygen in the oxygen-containing gas react, and as a result, water is generated.

【0006】この種の燃料電池スタックは、例えば、自
動車等の車輌の車体に搭載される。この場合、上記の電
気化学反応により発生した電気エネルギでモータを駆動
することにより化学的エネルギを機械的エネルギに変換
し、これにより車輌が走行する。このように燃料電池ス
タックを駆動源として走行する車輌、いわゆる燃料電池
車は、温暖化の原因となるCO2や、公害の原因となる
NOXあるいはSOX、炭化水素ガス等の排出量が著しく
少ないことから、環境保護に対して大きく貢献すること
ができるものとして着目されている。
[0006] This type of fuel cell stack is mounted on the body of a vehicle such as an automobile. In this case, the electric energy generated by the above-mentioned electrochemical reaction drives the motor to convert the chemical energy into mechanical energy, and thereby the vehicle runs. As described above, a vehicle that runs using a fuel cell stack as a drive source, a so-called fuel cell vehicle, has a remarkable emission of CO 2 that causes global warming, NO X or SO X that causes pollution, and hydrocarbon gas. Because of its small number, it is attracting attention as one that can greatly contribute to environmental protection.

【0007】燃料電池スタックを車体に搭載する場合、
例えば、両バックアッププレート、または一端のバック
アッププレートと他端のエンドプレートにマウント用ブ
ラケットがそれぞれ固定され、両マウント用ブラケット
が車体に連結される。すなわち、燃料電池スタックは、
マウント用ブラケットを介して車体に搭載される。
When a fuel cell stack is mounted on a vehicle body,
For example, mounting brackets are respectively fixed to both backup plates or a backup plate at one end and an end plate at the other end, and both mounting brackets are connected to the vehicle body. That is, the fuel cell stack
It is mounted on the vehicle body via a mounting bracket.

【0008】ここで、マウント用ブラケットのうちの一
方は、例えば、ボルト孔に通されたボルトで車体に堅牢
に連結される。また、他方のマウント用ブラケットに
は、例えば、段部を有する長円状溝が設けられており、
該長円状溝を通ったボルトがその頭部で段部の底面を適
切な力で押圧することによって、車体に摺動自在に連結
される。
Here, one of the mounting brackets is firmly connected to the vehicle body by, for example, a bolt passed through a bolt hole. Further, the other mounting bracket is provided with, for example, an oval groove having a step portion,
The bolt passing through the oblong groove presses the bottom surface of the step portion with an appropriate force with its head, and is slidably connected to the vehicle body.

【0009】燃料電池車を走行させた場合、走行中の振
動や発進および停止の繰り返し等によって燃料電池スタ
ックに荷重が作用する。この荷重によって、あるいは燃
料電池スタックを運転・停止するために該燃料電池スタ
ックを昇温・降温させた際に該燃料電池スタックが熱膨
張・収縮を起こすことによって、燃料電池スタックは、
積層体の積層方向に沿って伸縮する。換言すれば、燃料
電池スタックが積層方向に沿って寸法変化を起こす。
When a fuel cell vehicle is run, a load acts on the fuel cell stack due to vibrations during running, repetition of starting and stopping, and the like. Due to this load, or when the fuel cell stack undergoes thermal expansion and contraction when the temperature of the fuel cell stack is raised and lowered to operate and stop the fuel cell stack, the fuel cell stack is
It expands and contracts along the stacking direction of the stack. In other words, the fuel cell stack undergoes a dimensional change along the stacking direction.

【0010】さらに、前記電解質層は、上記の電気化学
変化で生成した水分を吸収・放出することに追従して積
層体の積層方向に沿って膨潤・収縮する。加えて、電解
質層は、燃料電池スタックの運転・停止に伴う度重なる
温度変化によって寸法が若干縮小する、いわゆるへたり
を生じる。このへたりは、前記接合体を保持するシール
部材や、セパレータ等においても同様に発生する。燃料
電池スタックは、電解質層、シール部材、セパレータ等
にこのような寸法変化が生じた際にも積層方向に沿って
寸法変化を起こす。
Further, the electrolyte layer swells and shrinks in the stacking direction of the stacked body following the absorption and release of the water generated by the electrochemical change. In addition, the electrolyte layer undergoes a so-called sag, in which dimensions are slightly reduced due to repeated temperature changes accompanying the operation / stop of the fuel cell stack. This set occurs similarly in a seal member holding the joined body, a separator, and the like. In the fuel cell stack, even when such a dimensional change occurs in the electrolyte layer, the sealing member, the separator, and the like, the dimensional change occurs in the stacking direction.

【0011】この際には、前記皿ばねやブラダー等が伸
張する。このように、積層体が熱膨張または収縮するこ
とに追従して皿ばねやブラダー等が縮小または伸張する
ことにより、積層体に対する加圧保持力が略均等に維持
される。すなわち、積層体の加圧保持が良好に維持さ
れ、これにより単位セル同士の電気的な接触が維持され
る。
At this time, the disc spring, the bladder and the like are extended. As described above, the disc spring or the bladder contracts or expands in accordance with the thermal expansion or contraction of the laminate, whereby the pressure holding force on the laminate is maintained substantially uniformly. In other words, the pressure holding of the stacked body is favorably maintained, so that the electrical contact between the unit cells is maintained.

【0012】そして、皿ばねやブラダー等が縮小または
伸張する際には、前記マウント用ブラケットのうちの一
方が車体に対して摺動する。
When the disc spring or the bladder contracts or expands, one of the mounting brackets slides with respect to the vehicle body.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】上記したように、燃料
電池スタックを車体に搭載する場合には、一方のマウン
ト用ブラケットが車体に摺動自在に連結されるが、これ
を堅牢に位置決め固定することはできない。すなわち、
両マウント用ブラケットをともに堅牢に位置決め固定し
た場合には、例えば、積層体が熱膨張することが著しく
抑制され、その結果、燃料電池スタックに大きな熱応力
が作用してしまうことになるからである。
As described above, when the fuel cell stack is mounted on the vehicle body, one of the mounting brackets is slidably connected to the vehicle body, but this is firmly positioned and fixed. It is not possible. That is,
When both mounting brackets are firmly positioned and fixed, for example, thermal expansion of the laminate is significantly suppressed, and as a result, a large thermal stress acts on the fuel cell stack. .

【0014】このように摺動自在に連結されたマウント
用ブラケットでは、車体を走行させた際に生じた振動や
衝撃によって燃料電池スタックに加わる荷重を充分に受
けることができない。そこで、車輌に堅牢に連結される
側のマウント用ブラケットとしては、振動や衝撃による
荷重を充分に受けることができるように大型のものが使
用される。
The mounting bracket slidably connected in this manner cannot sufficiently receive the load applied to the fuel cell stack due to the vibration or impact generated when the vehicle is running. Therefore, a large mounting bracket is used as the mounting bracket that is rigidly connected to the vehicle so that it can sufficiently receive a load due to vibration or impact.

【0015】しかしながら、このために、燃料電池スタ
ックを搭載するスペースが広大なものとなる。しかも、
マウント用ブラケットの重量が大きくなるので必然的に
燃料電池スタックの重量も大きくなり、したがって、該
燃料電池スタックを搭載する車体を走行させる際に大き
な駆動力が必要となってしまう。
However, for this reason, the space for mounting the fuel cell stack is vast. Moreover,
Since the weight of the mounting bracket increases, the weight of the fuel cell stack inevitably also increases. Therefore, a large driving force is required when the vehicle body on which the fuel cell stack is mounted is run.

【0016】また、両バックアッププレートに固定され
たマウント用ブラケットを介して燃料電池スタックを車
体に搭載する場合、両バックアッププレートと両エンド
プレートとの間に、エンドプレートの垂直方向の荷重を
受けるための部材、例えば、ガイドピン等が必要となっ
てしまう。
When the fuel cell stack is mounted on a vehicle body via a mounting bracket fixed to both backup plates, a vertical load of the end plates is applied between the backup plates and the end plates. , For example, a guide pin or the like is required.

【0017】一方、一端のバックアッププレートと他端
のエンドプレートに固定されたマウント用ブラケットを
介して燃料電池スタックを車体に搭載する場合、エンド
プレートに固定されたマウント用ブラケットがバックア
ッププレートと干渉しないようにすることが必要となる
ので、レイアウトが困難となることがある。
On the other hand, when the fuel cell stack is mounted on the vehicle body via the mounting bracket fixed to the backup plate at one end and the end plate at the other end, the mounting bracket fixed to the end plate does not interfere with the backup plate. In such a case, the layout may be difficult.

【0018】ところで、特開平7−249426号公報
では、積層体をケース内に収容することによって積層体
を加圧保持するためのスタッドボルトを不要とした構造
が提案されている。しかしながら、この場合、1組のエ
ンドプレートが保持されていないため、燃料電池スタッ
クの運転・停止に伴って積層体が積層方向に沿って熱膨
張・収縮して寸法変化することや、車体が振動すること
によってエンドプレートが位置ずれを起こすことがあ
る。このような事態が生じた場合、積層体に対する加圧
保持力が低下するので、該積層体を構成する単位セル同
士の電気的な接触を維持することが困難となってしま
う。
By the way, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-249426 proposes a structure in which a stacked body is housed in a case and a stud bolt for holding the stacked body under pressure is unnecessary. However, in this case, since one set of end plates is not held, the stack undergoes thermal expansion and contraction along the stacking direction and changes dimensions as the fuel cell stack starts and stops, and the vehicle body vibrates. By doing so, the end plate may be displaced. When such a situation occurs, the pressure holding force on the laminate decreases, and it becomes difficult to maintain electrical contact between the unit cells constituting the laminate.

【0019】これとは別に、積層体をケース内に収める
とともに該ケースの内部に圧力室を形成し、反応ガスを
供給して積層体を加圧する構造が知られている(特開平
7−335243号公報参照)。しかしながら、この場
合、ケースをシリンダのように作用させるため、ケース
を高い寸法精度で作製する必要がある。このため、ケー
ス、ひいては燃料電池スタックの製造コストが高騰する
という不具合がある。
Apart from this, there is known a structure in which the laminate is housed in a case, a pressure chamber is formed inside the case, and a reaction gas is supplied to pressurize the laminate (JP-A-7-335243). Reference). However, in this case, the case needs to be manufactured with high dimensional accuracy in order to make the case act like a cylinder. For this reason, there is a problem that the manufacturing cost of the case, and eventually the fuel cell stack, rises.

【0020】本発明は上記した問題を解決するためにな
されたもので、バックアッププレートを不要とすること
によりレイアウトが容易となり、しかも、積層体に対す
る加圧保持力を維持することができ、さらに、小型化か
つ軽量化された燃料電池スタックを提供することを目的
とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and the layout becomes easy by eliminating the need for a backup plate, and the pressure holding force for the laminate can be maintained. An object of the present invention is to provide a fuel cell stack that is reduced in size and weight.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、アノード側電極とカソード側電極との
間に電解質が介装されてなる接合体と前記接合体を挟持
する1組のセパレータとを有する単位セルが複数個積層
された積層体を備える燃料電池スタックにおいて、前記
積層体を該積層体の端部から押圧保持するエンドプレー
トと、前記積層体および前記エンドプレートを収容する
ケースと、を備え、前記エンドプレートと前記ケースと
の間に前記エンドプレートを前記積層体に指向して押圧
する押圧部材が介装されており、前記エンドプレートは
凹部または凸部を有し、かつ前記ケースには前記凹部ま
たは凸部に摺動自在に係合する凸部または凹部が設けら
れていることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a joined body in which an electrolyte is interposed between an anode electrode and a cathode electrode, and a method for sandwiching the joined body. In a fuel cell stack including a stacked body in which a plurality of unit cells each having a set of separators are stacked, an end plate that presses and holds the stacked body from an end of the stacked body, and houses the stacked body and the end plate. And a pressing member that presses the end plate toward the laminate is provided between the end plate and the case, and the end plate has a concave portion or a convex portion. The case is provided with a convex portion or a concave portion which is slidably engaged with the concave portion or the convex portion.

【0022】すなわち、本発明では、ケース内に収容さ
れた積層体は、押圧部材で押圧されることによって加圧
保持される。このように構成することによってタイロッ
ド等の緊締部材が不要となるので、該燃料電池スタック
の外寸を、タイロッドを通す貫通孔を設けるための孔部
形成代を必要とするバックアッププレートが使用される
燃料電池に比して著しく小さくすることができる。換言
すれば、燃料電池スタックの小型化を図ることができ
る。しかも、従来のようにバックアッププレートを使用
する必要もない。したがって、軽量化を図ることもでき
る。
That is, in the present invention, the laminate accommodated in the case is pressed and held by being pressed by the pressing member. With such a configuration, a tightening member such as a tie rod is not required. Therefore, a backup plate that requires a hole forming margin for providing a through hole through which the tie rod passes is used to reduce the outer size of the fuel cell stack. It can be significantly smaller than a fuel cell. In other words, the size of the fuel cell stack can be reduced. Moreover, there is no need to use a backup plate as in the related art. Therefore, the weight can be reduced.

【0023】また、1組のエンドプレートもともにケー
ス内に収容され、かつ前記押圧部材の作用下に加圧保持
されているので、運転・停止に伴って燃料電池スタック
が熱膨張・収縮による寸法変化を起こした際や、該燃料
電池スタックを搭載した車輌の走行中に振動等によって
該燃料電池スタックに荷重が作用した際においても、単
位セル同士の電気的な接触が確実に維持される。
Further, since one set of end plates is also housed in the case and is held under pressure under the action of the pressing member, the size of the fuel cell stack due to thermal expansion and contraction during operation / stop is increased. Even when a change occurs, or when a load acts on the fuel cell stack due to vibration or the like while the vehicle on which the fuel cell stack is mounted is running, electrical contact between the unit cells is reliably maintained.

【0024】さらに、ケースとしては、寸法精度が高度
でないないものでも使用することができる。したがっ
て、燃料電池スタックの製造コストが高騰することもな
い。
Further, as the case, a case having not high dimensional accuracy can be used. Therefore, the production cost of the fuel cell stack does not rise.

【0025】そして、この燃料電池スタックでは、エン
ドプレートに設けられた凹部または凸部がケースに設け
られた凸部または凹部に摺動自在に係合されているの
で、エンドプレートを斜行させることなく積層体の積層
方向に沿って変位させることができる。このため、積層
体の一端面内では、該一端面に作用する圧力が略均等に
なる。すなわち、他の箇所に比して緩やかに加圧される
箇所が発生することを回避することができるので、単位
セル同士の間に接触不良が発生することを回避すること
ができ、結局、内部抵抗が増加して燃料電池スタックの
発電特性が低下してしまうことを回避することができ
る。
In this fuel cell stack, since the concave portion or the convex portion provided on the end plate is slidably engaged with the convex portion or the concave portion provided on the case, the end plate may be skewed. And can be displaced along the stacking direction of the stack. For this reason, the pressure acting on the one end surface in the one end surface of the laminate becomes substantially equal. That is, it is possible to avoid the occurrence of a portion that is gently pressurized as compared with other portions, so that it is possible to avoid the occurrence of a contact failure between the unit cells. It is possible to prevent the power generation characteristics of the fuel cell stack from deteriorating due to an increase in resistance.

【0026】加えて、凹部と凸部とが係合されることに
よりエンドプレートがケースに支持されるので、エンド
プレートが燃料電池スタックから離脱することを回避す
ることもできる。すなわち、凹部と凸部との係合によっ
てエンドプレートの抜け止めがなされる。
In addition, since the end plate is supported by the case by the engagement between the concave portion and the convex portion, the end plate can be prevented from being detached from the fuel cell stack. That is, the end plate is prevented from coming off by the engagement between the concave portion and the convex portion.

【0027】このような燃料電池スタックは、車輌の車
体に搭載することができる。すなわち、本発明に係る燃
料電池スタックは、車載用として好適に使用することが
できる。ここで、車輌は、燃料電池スタックの起電力を
駆動源として走行するものであればよく、一般自家用車
に特に限定されるものではない。
Such a fuel cell stack can be mounted on a vehicle body. That is, the fuel cell stack according to the present invention can be suitably used for a vehicle. Here, the vehicle only needs to run using the electromotive force of the fuel cell stack as a drive source, and is not particularly limited to a general private vehicle.

【0028】この場合、燃料電池スタックと車体とを連
結する連結部材を通すためのマウント用ボス部を前記ケ
ースに設けるようにすればよい。このことから諒解され
るように、本発明に係る燃料電池スタックは、マウント
用ブラケットを設けることなく車輌に搭載することがで
きる。このため、燃料電池スタックの一層の小型化およ
び軽量化を図ることができる。
In this case, the case may be provided with a mounting boss for passing a connecting member for connecting the fuel cell stack and the vehicle body. As will be appreciated from this, the fuel cell stack according to the present invention can be mounted on a vehicle without providing a mounting bracket. For this reason, the size and weight of the fuel cell stack can be further reduced.

【0029】しかも、この場合、ケースを車輌に堅牢に
連結することができる。すなわち、車輌に対して摺動自
在となるようにケースを連結する必要がない。このた
め、ケースのマウント用ボス部を大型なものとする必要
がないので、燃料電池スタックの搭載スペースが広大化
することを回避することもできる。
Further, in this case, the case can be firmly connected to the vehicle. That is, there is no need to connect the case so as to be slidable with respect to the vehicle. For this reason, it is not necessary to increase the size of the mounting boss portion of the case, so that it is possible to prevent the mounting space of the fuel cell stack from being enlarged.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る燃料電池スタ
ックにつき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照
して詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a fuel cell stack according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0031】本実施の形態に係る燃料電池スタックの概
略全体斜視図を図1に示すとともに、概略平面切欠図を
図2に示す。この燃料電池スタック10は、所定数の単
位セル12が互いに電気的に直列に接続されるとともに
矢印A方向に積層されてなる積層体14と、該積層体1
4を挟持する1組の集電用電極16a、16bと、この
うちの集電用電極16aの外側に配設されたエンドプレ
ート18と、これら積層体14、集電用電極16a、1
6bおよびエンドプレート18を収容するケース20と
を備える。そして、エンドプレート18とケース20の
一端面との間には、押圧部材としての複数個の皿ばね2
2が介装されている。
FIG. 1 is a schematic overall perspective view of the fuel cell stack according to the present embodiment, and FIG. 2 is a schematic plan view cutaway. The fuel cell stack 10 includes a stack 14 in which a predetermined number of unit cells 12 are electrically connected to each other in series and stacked in the direction of arrow A;
4, a pair of current collecting electrodes 16a and 16b, an end plate 18 disposed outside the current collecting electrode 16a, a stacked body 14, the current collecting electrodes 16a and 1b,
6b and a case 20 for housing the end plate 18. Further, between the end plate 18 and one end surface of the case 20, a plurality of disc springs 2 as pressing members are provided.
2 are interposed.

【0032】まず、単位セル12の構成につき概略説明
する。
First, the configuration of the unit cell 12 will be briefly described.

【0033】積層体14の要部拡大断面図である図3に
示されるように、単位セル12は、アノード側電極30
とカソード側電極32との間に電解質層34が介装され
ることにより構成された接合体36を備える。電解質層
34としては、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水を含
浸させたもの等のような水素イオン導電体が選定され
る。
As shown in FIG. 3, which is an enlarged cross-sectional view of a main part of the laminated body 14, the unit cell 12 includes an anode 30
And a cathode 36 on which an electrolyte layer 34 is interposed. As the electrolyte layer 34, a hydrogen ion conductor such as a perfluorosulfonic acid thin film impregnated with water is selected.

【0034】アノード側電極30およびカソード側電極
32は、カーボンクロス等からなるガス拡散層(図示せ
ず)と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒
子が前記ガス拡散層の表面に一様に積層されてなる電極
触媒層(図示せず)とをそれぞれ有し、電極触媒層同士
が電解質層34を介して対向するように該電解質層34
に接合されている。このうち、電解質層34は額縁状シ
ール部材38の開口部に収容保持されており、一方、カ
ソード側電極32またはアノード側電極30はガスケッ
ト40a、40bの開口部に収容保持されている。単位
セル12は、これらガスケット40a、40bと接合体
36を保持する額縁状シール部材38とが1対のセパレ
ータ42a、42bで挟持されることによって構成され
る。
The anode 30 and the cathode 32 have a gas diffusion layer (not shown) made of carbon cloth and the like, and a porous carbon particle having a platinum alloy supported on the surface thereof is formed on the surface of the gas diffusion layer. And an electrode catalyst layer (not shown) laminated in a similar manner, and the electrode catalyst layers are opposed to each other with the electrolyte layer 34 interposed therebetween.
Is joined to. The electrolyte layer 34 is housed and held in the opening of the frame-shaped seal member 38, while the cathode electrode 32 or the anode 30 is housed and held in the openings of the gaskets 40a and 40b. The unit cell 12 is formed by sandwiching the gaskets 40a and 40b and the frame-shaped seal member 38 holding the joined body 36 between a pair of separators 42a and 42b.

【0035】これらセパレータ42a、42bにおける
アノード側電極30に対向する面には、該アノード側電
極30に水素含有ガスを供給・排出するための第1ガス
流路44が設けられている。同様に、カソード側電極3
2に対向する面には、該カソード側電極32に酸素含有
ガスを供給・排出するための第2ガス流路46が設けら
れている。
A first gas flow path 44 for supplying / discharging a hydrogen-containing gas to / from the anode 30 is provided on the surface of each of the separators 42a and 42b facing the anode 30. Similarly, the cathode-side electrode 3
A second gas flow path 46 for supplying / discharging an oxygen-containing gas to / from the cathode-side electrode 32 is provided on a surface facing the second electrode 2.

【0036】ここで、単位セル12の概略全体斜視図で
ある図4に示すように、セパレータ42a、42b、ガ
スケット40a、40bおよび額縁状シール部材38に
は、右上隅角部(エンドプレート18側を正面とした場
合の左上隅角部)に水素含有ガスを通過させるための第
1ガス入口通路48が設けられており、かつその対角位
置には、未反応の水素含有ガスを通過させるための第1
ガス出口通路50が設けられている。同様に、左上隅角
部(エンドプレート18側を正面とした場合の右上隅角
部)には酸素含有ガスを通過させるための第2ガス入口
通路52が設けられており、その対角位置には、未反応
の酸素含有ガスを通過させるための第2ガス出口通路5
4が設けられている。勿論、第1ガス入口通路48およ
び第1ガス出口通路50はいずれも第1ガス流路44に
連通しており、一方、第2ガス入口通路52および第2
ガス出口通路54はいずれも第2ガス流路46に連通し
ている。
As shown in FIG. 4, which is a schematic overall perspective view of the unit cell 12, the separators 42a and 42b, the gaskets 40a and 40b, and the frame-shaped seal member 38 are provided at the upper right corner (the end plate 18 side). A first gas inlet passage 48 for passing the hydrogen-containing gas is provided in the upper left corner (when the front is the front), and an unreacted hydrogen-containing gas is provided at a diagonal position thereof. First
A gas outlet passage 50 is provided. Similarly, a second gas inlet passage 52 for allowing the oxygen-containing gas to pass therethrough is provided at the upper left corner (upper right corner when the end plate 18 side is the front), and at a diagonal position thereof. Is a second gas outlet passage 5 for passing unreacted oxygen-containing gas.
4 are provided. Of course, both the first gas inlet passage 48 and the first gas outlet passage 50 communicate with the first gas passage 44, while the second gas inlet passage 52 and the second gas
Each of the gas outlet passages 54 communicates with the second gas passage 46.

【0037】セパレータ42a、42b、ガスケット4
0a、40bおよび額縁状シール部材38には、さら
に、第1ガス入口通路48と第2ガス出口通路54との
間、および、第2ガス入口通路52と第1ガス出口通路
50との間に、冷却水通路56a、56bがそれぞれ設
けられている。
Separators 42a, 42b, gasket 4
0a, 40b and the frame-shaped seal member 38, further between the first gas inlet passage 48 and the second gas outlet passage 54, and between the second gas inlet passage 52 and the first gas outlet passage 50. , Cooling water passages 56a, 56b are provided, respectively.

【0038】積層体14は、所定数の上記単位セル12
が互いに電気的に直列接続されて積層されることにより
構成されている(図1参照)。このうち、両端に位置す
る単位セル12、12には、集電用電極16a、16b
がそれぞれ電気的に接続される。エンドプレート18
は、漏電防止用の絶縁プレート58aを介して集電用電
極16aの外側に配置されている。
The laminate 14 includes a predetermined number of the unit cells 12.
Are electrically connected in series to each other and stacked (see FIG. 1). Of these, the unit cells 12, 12 located at both ends have current collecting electrodes 16a, 16b.
Are electrically connected. End plate 18
Are arranged outside the current collecting electrode 16a via an insulating plate 58a for preventing electric leakage.

【0039】なお、エンドプレート18のケース20側
に臨む端面には複数個の支軸60が接合されており(図
1および図2参照)、前記皿ばね22はこれら支軸60
に保持されている。また、図1および図5に示すよう
に、エンドプレート18の左右端部には、凹部としての
横溝64、64がそれぞれ設けられている。
A plurality of spindles 60 are joined to the end face of the end plate 18 facing the case 20 (see FIGS. 1 and 2).
Is held in. Further, as shown in FIGS. 1 and 5, lateral grooves 64, 64 as concave portions are provided at left and right ends of the end plate 18, respectively.

【0040】ケース20は、金属製の有底面枠体からな
る。このケース20と集電用電極16bとの間にも、漏
電を防止するために絶縁プレート58bが介装されてい
る(図1参照)。該絶縁プレート58bにも、第1ガス
入口通路48、第1ガス出口通路50、第2ガス入口通
路52、第2ガス出口通路54および冷却水通路56
a、56bが設けられている。
The case 20 is made of a metal bottomed frame. An insulating plate 58b is interposed between the case 20 and the current collecting electrode 16b to prevent electric leakage (see FIG. 1). The insulating plate 58b also has a first gas inlet passage 48, a first gas outlet passage 50, a second gas inlet passage 52, a second gas outlet passage 54, and a cooling water passage 56.
a and 56b are provided.

【0041】そして、ケース20のエンドプレート18
に臨む端面には、支軸60に対応する箇所に挿入孔66
が設けられている。支軸60をこの挿入孔66に挿入し
て端部の皿ばね22をケース20の内面に設けられた環
状凹部67の底面に着座させることによって、皿ばね2
2が圧縮されるとともにケース20とエンドプレート1
8との間に介装される。このため、エンドプレート18
が皿ばね22によって積層体14側に指向して常時弾発
付勢され、結局、積層体14がエンドプレート18で押
圧保持される。換言すれば、積層体14がエンドプレー
ト18によって加圧保持される。
The end plate 18 of the case 20
At the end face facing the
Is provided. By inserting the support shaft 60 into the insertion hole 66 and seating the disc spring 22 at the end on the bottom surface of the annular recess 67 provided on the inner surface of the case 20, the disc spring 2
2 is compressed and the case 20 and the end plate 1
8 interposed. For this reason, the end plate 18
Is constantly resiliently biased toward the laminate 14 by the disc spring 22, and as a result, the laminate 14 is pressed and held by the end plate 18. In other words, the laminate 14 is pressed and held by the end plate 18.

【0042】また、ケース20の側面には、エンドプレ
ート18に設けられた横溝64(図1および図5参照)
に対応する箇所に、寸法が該横溝64に比してやや小さ
い突起部材68が接合されている。すなわち、この突起
部材68はエンドプレート18の横溝64に摺動自在に
係合されており、この係合によりエンドプレート18が
ケース20に支持されている。
A lateral groove 64 provided on the end plate 18 is provided on the side surface of the case 20 (see FIGS. 1 and 5).
The projection member 68 whose size is slightly smaller than the width of the lateral groove 64 is joined to a portion corresponding to. That is, the projecting member 68 is slidably engaged with the lateral groove 64 of the end plate 18, and the end plate 18 is supported by the case 20 by this engagement.

【0043】さらに、このケース20における前記絶縁
プレート58bに臨む端面には、第1ガス入口通路4
8、第1ガス出口通路50、第2ガス入口通路52、第
2ガス出口通路54および冷却水通路56a、56bが
設けられている。そして、ケース20の外面の各隅角部
には、該ケース20を自動車車体に連結する図示しない
ボルト(連結部材)を通すための貫通孔72が設けられ
たマウント用ボス部74が接合されている。
Further, an end face of the case 20 facing the insulating plate 58b is provided with a first gas inlet passage 4.
8, a first gas outlet passage 50, a second gas inlet passage 52, a second gas outlet passage 54, and cooling water passages 56a and 56b. At each corner of the outer surface of the case 20, a mounting boss 74 provided with a through hole 72 for passing a bolt (connection member) (not shown) for connecting the case 20 to an automobile body is joined. I have.

【0044】上記のようにして構成された燃料電池スタ
ック10に対し、ケース20の第1および第2ガス入口
通路48、52に水素含有ガス供給源、酸素含有ガス供
給源(ともに図示せず)がそれぞれ連結され、かつ第1
および第2ガス出口通路50、54にガス回収機構(図
示せず)がそれぞれ連結される。さらに、ケース20の
冷却水通路56aに図示しない冷却水供給源が連結され
る一方で冷却水通路56bに図示しない冷却水回収機構
が連結される。
In the fuel cell stack 10 configured as described above, a hydrogen-containing gas supply source and an oxygen-containing gas supply source (both not shown) are provided in the first and second gas inlet passages 48 and 52 of the case 20. Are connected to each other, and the first
A gas recovery mechanism (not shown) is connected to the second gas outlet passages 50 and 54, respectively. Further, a cooling water supply source (not shown) is connected to the cooling water passage 56a of the case 20, while a cooling water recovery mechanism (not shown) is connected to the cooling water passage 56b.

【0045】このように、本実施の形態では、積層体1
4をケース20内に収容して皿ばね22(押圧部材)で
加圧保持するようにしているので、タイロッドを使用す
る必要がない。したがって、燃料電池スタック10の外
寸を、タイロッドを通す貫通孔を設けるための孔部形成
代を必要とするバックアッププレートが使用される燃料
電池スタックに比して著しく小さくすることができる。
すなわち、燃料電池スタック10を小型化することがで
きるので、この燃料電池スタック10を自動車車体に搭
載する際のスペースも狭小化することができる。
As described above, in the present embodiment, the laminate 1
Since 4 is accommodated in the case 20 and is held under pressure by the disc spring 22 (pressing member), it is not necessary to use a tie rod. Therefore, the outer size of the fuel cell stack 10 can be significantly reduced as compared with a fuel cell stack in which a backup plate that requires a hole forming margin for providing a through hole for passing a tie rod is used.
That is, since the size of the fuel cell stack 10 can be reduced, the space for mounting the fuel cell stack 10 on the vehicle body can also be reduced.

【0046】該燃料電池スタック10は、図示しない自
動車等(車輌)の車体の所定の箇所に配置された後、ケ
ース20の各マウント用ボス部74の貫通孔72に通さ
れた図示しないボルトが前記自動車車体に設けられたボ
ルト穴に螺合されることにより該自動車車体に位置決め
固定される。
After the fuel cell stack 10 is disposed at a predetermined position of a vehicle body (not shown) such as an automobile (vehicle), a bolt (not shown) passed through a through hole 72 of each mounting boss portion 74 of the case 20. It is positioned and fixed to the vehicle body by being screwed into a bolt hole provided in the vehicle body.

【0047】本実施の形態に係る燃料電池スタック10
は、基本的には以上のように構成されるものであり、次
にその作用効果について説明する。
The fuel cell stack 10 according to the present embodiment
Is basically configured as described above, and its operation and effect will be described next.

【0048】この燃料電池スタック10を発電させるに
は、まず、該燃料電池スタック10の近傍に配置された
図示しないヒータを付勢する。これにより燃料電池スタ
ック10が加熱され、所定の運転温度まで昇温される。
In order to cause the fuel cell stack 10 to generate power, first, a heater (not shown) arranged near the fuel cell stack 10 is energized. As a result, the fuel cell stack 10 is heated, and the temperature is raised to a predetermined operating temperature.

【0049】燃料電池スタック10が昇温した後、水素
含有ガス供給源および酸素含有ガス供給源から水素含有
ガス、酸素含有ガスをそれぞれ供給する。このうち、水
素含有ガスは、第1ガス入口通路48および第1ガス流
路44を介してアノード側電極30の電極触媒層に到達
する。そして、該電極触媒層上で、水素含有ガス中の水
素が下記反応式(A)に従って電離する。
After the temperature of the fuel cell stack 10 is increased, a hydrogen-containing gas and an oxygen-containing gas are supplied from a hydrogen-containing gas supply source and an oxygen-containing gas supply source, respectively. Among them, the hydrogen-containing gas reaches the electrode catalyst layer of the anode 30 through the first gas inlet passage 48 and the first gas passage 44. Then, on the electrode catalyst layer, hydrogen in the hydrogen-containing gas is ionized according to the following reaction formula (A).

【0050】H2→2H++2e…(A) なお、水素含有ガス中の水素以外の成分および未反応の
水素は、第1ガス流路44および第1ガス出口通路50
を介して前記ガス回収機構へと送気される。
H 2 → 2H + + 2e (A) Components other than hydrogen in the hydrogen-containing gas and unreacted hydrogen are supplied to the first gas passage 44 and the first gas outlet passage 50.
The gas is sent to the gas recovery mechanism via.

【0051】電離によって生成した水素イオンは、電解
質層34を移動してカソード側電極32の電極触媒層に
到達する。また、電子は、集電用電極16aを介して燃
料電池の外部へと取り出され、図示しないモータ等の負
荷を付勢する電気エネルギとして使用された後、集電用
電極16bを介してカソード側電極32の電極触媒層に
到達する。
The hydrogen ions generated by ionization move through the electrolyte layer 34 and reach the electrode catalyst layer of the cathode 32. The electrons are taken out of the fuel cell through the current collecting electrode 16a, and are used as electric energy for energizing a load such as a motor (not shown). It reaches the electrode catalyst layer of the electrode 32.

【0052】一方、酸素含有ガスは、第2ガス入口通路
52および第2ガス流路46を介してカソード側電極3
2の電極触媒層に到達する。そして、酸素含有ガス中の
酸素は、該電極触媒層に到達した水素イオンおよび電子
と、下記反応式(B)に従って互いに結合する。
On the other hand, the oxygen-containing gas flows through the second gas inlet passage 52 and the second gas passage 46 to the cathode 3.
The second electrode catalyst layer is reached. Then, the oxygen in the oxygen-containing gas is combined with the hydrogen ions and the electrons that have reached the electrode catalyst layer according to the following reaction formula (B).

【0053】O2+4H++4e→2H2O…(B) なお、酸素含有ガス中の酸素以外の成分、未反応の酸素
および生成した水蒸気は、第2ガス流路46および第2
ガス出口通路54を介して前記ガス回収機構へと送気さ
れる。
O 2 + 4H + + 4e → 2H 2 O (B) Note that components other than oxygen in the oxygen-containing gas, unreacted oxygen, and generated water vapor are supplied to the second gas flow path 46 and the second gas flow path.
Air is supplied to the gas recovery mechanism via a gas outlet passage 54.

【0054】このように運転されている間に燃料電池が
所定の温度を超えないように、前記冷却水供給源から冷
却水を供給する。この冷却水は、燃料電池スタック10
の冷却水通路56aを介して矢印A方向(図1参照)に
沿って流通され、各単位セル12内で折り返して冷却水
通路56bに導入されて、最終的に前記冷却水回収機構
によって回収される。
During this operation, the cooling water is supplied from the cooling water supply source so that the fuel cell does not exceed the predetermined temperature. This cooling water is supplied to the fuel cell stack 10
Through the cooling water passage 56a along the direction of the arrow A (see FIG. 1), is turned back in each unit cell 12, introduced into the cooling water passage 56b, and finally recovered by the cooling water recovery mechanism. You.

【0055】また、運転の最中には、燃料電池スタック
10が熱膨張して矢印A方向に沿って寸法変化を起こす
が、この寸法変化量に応じて皿ばね22が圧縮し、エン
ドプレート18への弾発付勢を続行する。この際、エン
ドプレート18は、ケース20に接合された突起部材6
8に横溝64が摺動自在に係合されているので、突起部
材68に案内されて積層体14に接近する方向に変位す
る。すなわち、突起部材68はガイドとして機能する。
このため、エンドプレート18が斜行することが回避さ
れる。
During operation, the fuel cell stack 10 undergoes thermal expansion to cause a dimensional change in the direction of arrow A. The disc spring 22 compresses in accordance with the dimensional change, and the end plate 18 Continue to fire the rocket. At this time, the end plate 18 is attached to the projection member 6 joined to the case 20.
Since the lateral groove 64 is slidably engaged with 8, the lateral groove 64 is guided by the projection member 68 and displaced in a direction approaching the stacked body 14. That is, the projection member 68 functions as a guide.
Therefore, the end plate 18 is prevented from skewing.

【0056】その結果、積層体14の一端面内では、該
一端面に作用する圧力が略均等になる。すなわち、積層
体14において、他の箇所に比して緩やかに加圧される
箇所が発生し難くなるので、単位セル12同士の間に接
触不良が発生し難くなる。換言すれば、単位セル12同
士の電気的な接触を維持することができるので、結局、
内部抵抗が増加して燃料電池スタック10の発電特性が
低下してしまうことを回避することができる。
As a result, the pressure acting on one end surface of the laminated body 14 becomes substantially equal. That is, in the laminated body 14, a portion where pressure is applied more slowly than in other portions is less likely to occur, so that poor contact between the unit cells 12 is less likely to occur. In other words, since electrical contact between the unit cells 12 can be maintained, eventually
It is possible to prevent the power generation characteristics of the fuel cell stack 10 from deteriorating due to an increase in the internal resistance.

【0057】この燃料電池スタック10が搭載された燃
料電池車を走行させると、走行中の振動や、発進および
停止の繰り返し等によって燃料電池スタック10に荷重
が作用する。しかしながら、この場合、ケース20が車
体に堅牢に連結されているので、この荷重を充分に受け
ることができる。したがって、積層体14に対する加圧
保持力が低下することを回避することができる。すなわ
ち、この場合においても、単位セル12同士の電気的な
接触を維持することができる。
When the fuel cell vehicle on which the fuel cell stack 10 is mounted is run, a load acts on the fuel cell stack 10 due to vibration during running, repetition of starting and stopping, and the like. However, in this case, since the case 20 is rigidly connected to the vehicle body, the load can be sufficiently received. Therefore, it is possible to avoid a decrease in the pressure holding force on the laminate 14. That is, also in this case, electrical contact between the unit cells 12 can be maintained.

【0058】しかも、この場合、横溝64が突起部材6
8に係合されることに伴ってエンドプレート18がケー
ス20に支持されているので、該エンドプレート18が
積層体14に接近または離間する方向以外に変位するこ
とはない。すなわち、横溝64および突起部材68は、
エンドプレート18の抜け止めとしても機能する。この
ため、エンドプレート18がケース20の開口上端を介
して燃料電池スタック10から離脱することを回避する
ことができる。
Moreover, in this case, the lateral groove 64 is
Since the end plate 18 is supported by the case 20 as a result of being engaged with the casing 8, the end plate 18 is not displaced except in a direction in which the end plate 18 approaches or separates from the stacked body 14. That is, the lateral groove 64 and the projection member 68
It also functions as a stopper for the end plate 18. Therefore, it is possible to prevent the end plate 18 from being detached from the fuel cell stack 10 via the upper end of the opening of the case 20.

【0059】このように、本実施の形態においては、積
層体14をケース20に収容し、かつ皿ばね22によっ
て弾発付勢されたエンドプレート18で積層体14を加
圧保持するようにしている。このため、燃料電池スタッ
ク10における単位セル12同士の電気的な接触を維持
しながら該燃料電池スタック10の小型化を図ることが
できる。また、エンドプレート18は、従来のように積
層体の両端に設ける必要は特になく、少なくとも片側に
設ければよい。しかも、バックアッププレートを使用す
る必要がないので、燃料電池スタック10の軽量化を図
ることもできる。
As described above, in the present embodiment, the laminate 14 is housed in the case 20, and the laminate 14 is pressed and held by the end plate 18 urged by the disc spring 22. I have. Therefore, the size of the fuel cell stack 10 can be reduced while maintaining electrical contact between the unit cells 12 in the fuel cell stack 10. Further, the end plates 18 do not need to be provided at both ends of the laminated body as in the related art, and may be provided at least on one side. In addition, since there is no need to use a backup plate, the fuel cell stack 10 can be reduced in weight.

【0060】なお、上記した実施の形態においては、横
溝64をエンドプレート18の左右端部に設けて凹部と
しているが、図6に示すように、下に臨む端面に天井溝
80を設けて凹部とするようにしてもよい。この場合、
突起部材68をケース20の底面に接合するようにすれ
ばよい。勿論、突起部材68に替えて、ケース20自体
を一部突出させることによって突起部を設けるようにし
てもよい。
In the above-described embodiment, the lateral groove 64 is provided at the left and right end portions of the end plate 18 to form a concave portion. However, as shown in FIG. You may make it. in this case,
What is necessary is just to join the projecting member 68 to the bottom surface of the case 20. Of course, instead of the projection member 68, the projection may be provided by partially projecting the case 20 itself.

【0061】また、図7および図8に示すように、エン
ドプレート18のケース20側に臨む端面に円柱状の突
起部(凸部)82を設けるとともにケース20に挿入孔
84(凹部)を設け、該挿入孔84に突起部82を摺動
自在に挿入するようにしてもよい。
As shown in FIGS. 7 and 8, a columnar projection (convex portion) 82 is provided on the end face of the end plate 18 facing the case 20, and an insertion hole 84 (recess) is provided in the case 20. Alternatively, the projection 82 may be slidably inserted into the insertion hole 84.

【0062】さらに、突起部材や突起部(凸部)の形状
は、図1〜図8に示される角柱状または円柱状のものに
限定されるものではなく、三角形であってもよいし、多
角形であってもよい。いずれの場合においても、凸部を
離脱させることなく案内することが可能なように凹部の
形状を設定すればよい。
Further, the shapes of the projection members and the projections (convex portions) are not limited to the prismatic or columnar shapes shown in FIGS. 1 to 8, but may be triangular or multiple. It may be square. In any case, the shape of the concave portion may be set so that the convex portion can be guided without being separated.

【0063】そして、エンドプレート18に凸部を設
け、かつケース20に凹部を設けるようにしてもよいこ
とはいうまでもない。
It goes without saying that the end plate 18 may be provided with a convex portion and the case 20 may be provided with a concave portion.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る燃料
電池スタックによれば、単位セルを積層した積層体をケ
ース内に収容し、かつ該積層体を押圧部材によって押圧
されたエンドプレートで加圧保持するようにしている。
As described above, according to the fuel cell stack of the present invention, the stacked body in which the unit cells are stacked is housed in the case, and the stacked body is formed by the end plate pressed by the pressing member. The pressure is maintained.

【0065】このため、タイロッド等の緊締部材を使用
する必要がないので、燃料電池スタックの外寸が、タイ
ロッド等を通す貫通孔を設けるための孔部形成代を必要
とするバックアッププレートが使用される燃料電池スタ
ックに比して著しく小さくなる。すなわち、小型化を図
ることができる。しかも、従来のようにエンドプレート
を2枚も使用する必要は特になく、さらに、バックアッ
ププレートを使用する必要もない。したがって、軽量化
を図ることもできる。しかも、燃料電池スタックの運転
・停止に伴い積層体が熱膨張・収縮した際や、燃料電池
スタックを構成する部材にへたりが生じた場合において
も、積層体に対する加圧保持力が低下することも回避す
ることができる。
For this reason, since it is not necessary to use a tightening member such as a tie rod or the like, the outer size of the fuel cell stack is reduced by using a backup plate which requires a hole forming allowance for providing a through hole for passing the tie rod or the like. Remarkably smaller than that of a fuel cell stack. That is, downsizing can be achieved. Moreover, it is not particularly necessary to use two end plates as in the related art, and further, it is not necessary to use a backup plate. Therefore, the weight can be reduced. In addition, when the stack thermally expands and contracts due to the operation and shutdown of the fuel cell stack, and when the members constituting the fuel cell stack are sagged, the pressure holding force on the stack is reduced. Can also be avoided.

【0066】さらに、エンドプレートに設けられた凹部
または凸部を、ケースに設けられた凸部または凹部に摺
動自在に係合するようにしているので、単位セル同士の
間に接触不良が発生することを回避することができ、結
局、内部抵抗が増加して燃料電池スタックの発電特性が
低下してしまうことを回避することができる。また、エ
ンドプレートの抜け止めもなすことができる。
Further, since the concave portion or the convex portion provided on the end plate is slidably engaged with the convex portion or the concave portion provided on the case, contact failure occurs between the unit cells. It is possible to avoid that the internal resistance increases and the power generation characteristics of the fuel cell stack deteriorate. Also, the end plate can be prevented from coming off.

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

【図1】本実施の形態に係る燃料電池スタックの概略全
体斜視図である。
FIG. 1 is a schematic overall perspective view of a fuel cell stack according to the present embodiment.

【図2】図1の燃料電池スタックの概略平面切欠図であ
る。
FIG. 2 is a schematic plan cutaway view of the fuel cell stack of FIG.

【図3】図1の燃料電池スタックを構成する積層体の要
部拡大断面図である。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a stack constituting the fuel cell stack of FIG. 1;

【図4】図3の積層体を構成する単位セルの概略全体斜
視図である。
FIG. 4 is a schematic overall perspective view of a unit cell constituting the laminate of FIG. 3;

【図5】図1および図2の燃料電池スタックの概略正面
切欠図である。
FIG. 5 is a schematic front cutaway view of the fuel cell stack of FIGS. 1 and 2;

【図6】図5とは別の形状の凹部および凸部を有する燃
料電池スタックの概略正面切欠図である。
FIG. 6 is a schematic front cutaway view of a fuel cell stack having a concave portion and a convex portion having a different shape from FIG. 5;

【図7】図5、図6とは別の形状の凹部および凸部を有
する燃料電池スタックの概略平面切欠図である。
FIG. 7 is a schematic plan view cutaway view of a fuel cell stack having concave portions and convex portions having different shapes from FIGS. 5 and 6;

【図8】図7の燃料電池スタックの概略正面切欠図であ
る。
FIG. 8 is a schematic front cutaway view of the fuel cell stack of FIG. 7;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…燃料電池スタック 12…単位セ
ル 14…積層体 16a、16
b…集電用電極 18…エンドプレート 20…ケース 22…皿ばね 30…アノー
ド側電極 32…カソード側電極 34…電解質
層 36…接合体 42a、42
b…セパレータ 60…支軸 64…横溝
(凹部) 66…挿入孔 68…突起部
材(凸部) 74…マウント用ボス部 80…天井溝
(凹部) 82…突起部(凸部) 84…挿入孔
(凹部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fuel cell stack 12 ... Unit cell 14 ... Stack 16a, 16
b: current collecting electrode 18: end plate 20: case 22: disc spring 30: anode side electrode 32: cathode side electrode 34: electrolyte layer 36: joined bodies 42a, 42
b: Separator 60 ... Support shaft 64 ... Lateral groove (recess) 66 ... Insertion hole 68 ... Projection member (convex) 74 ... Mounting boss 80 ... Ceiling groove (recess) 82 ... Projection (convex) 84 ... Insertion hole (Recess)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アノード側電極とカソード側電極との間に
電解質が介装されてなる接合体と前記接合体を挟持する
1組のセパレータとを有する単位セルが複数個積層され
た積層体を備える燃料電池スタックにおいて、 前記積層体を該積層体の端部から押圧保持するエンドプ
レートと、 前記積層体および前記エンドプレートを収容するケース
と、 を備え、 前記エンドプレートと前記ケースとの間に前記エンドプ
レートを前記積層体に指向して押圧する押圧部材が介装
されており、 前記エンドプレートは凹部または凸部を有し、かつ前記
ケースには前記凹部または凸部に摺動自在に係合する凸
部または凹部が設けられていることを特徴とする燃料電
池スタック。
1. A laminate comprising a plurality of unit cells each having a joined body having an electrolyte interposed between an anode electrode and a cathode electrode and a set of separators sandwiching the joined body. A fuel cell stack, comprising: an end plate that presses and holds the stack from an end of the stack; and a case that houses the stack and the end plate, between the end plate and the case. A pressing member for pressing the end plate toward the laminate is interposed. The end plate has a concave portion or a convex portion, and the case is slidably engaged with the concave portion or the convex portion. A fuel cell stack, wherein a convex portion or a concave portion is provided.
【請求項2】請求項1記載の燃料電池スタックにおい
て、当該燃料電池スタックは車輌の車体に搭載されるも
のであり、前記ケースには、前記燃料電池スタックと前
記車体とを連結する連結部材を通すためのマウント用ボ
ス部が設けられていることを特徴とする燃料電池スタッ
ク。
2. The fuel cell stack according to claim 1, wherein the fuel cell stack is mounted on a vehicle body, and the case includes a connecting member that connects the fuel cell stack and the vehicle body. A fuel cell stack provided with a mounting boss portion for passing therethrough.
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