JP2002367664A - 燃料電池 - Google Patents
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数列の燃料電池スタックを一体として取り
扱うと共に流体を給排する配管などの取り付け固定の安
定性や取り付け精度の向上を図る。 【解決手段】 ２列の燃料電池スタック２２ａ，２２ｂ
の両端に２列にまたがるよう一対のエンドプレート２
４，２６を配置し、この一対のエンドプレート２４，２
６を４枚のテンションプレート２８ａ，２８ｂで差し渡
す。そして、各燃料電池スタック２２ａ，２２ｂへ水素
や空気，冷却水を給排する燃料等給排配管４０をエンド
プレート２４側に取り付けると共に各燃料電池スタック
２２ａ，２２ｂに積層方向の圧力を作用させる圧力作用
機構５０をエンドプレート２６側に取り付ける。２列の
燃料電池スタック２２ａ，２２ｂを一対のエンドプレー
ト２４，２６により一体のものとして取り扱うことがで
きるから、燃料等給排配管４０の取り付け固定の安定性
や取り付け性を向上させることができる。
扱うと共に流体を給排する配管などの取り付け固定の安
定性や取り付け精度の向上を図る。 【解決手段】 ２列の燃料電池スタック２２ａ，２２ｂ
の両端に２列にまたがるよう一対のエンドプレート２
４，２６を配置し、この一対のエンドプレート２４，２
６を４枚のテンションプレート２８ａ，２８ｂで差し渡
す。そして、各燃料電池スタック２２ａ，２２ｂへ水素
や空気，冷却水を給排する燃料等給排配管４０をエンド
プレート２４側に取り付けると共に各燃料電池スタック
２２ａ，２２ｂに積層方向の圧力を作用させる圧力作用
機構５０をエンドプレート２６側に取り付ける。２列の
燃料電池スタック２２ａ，２２ｂを一対のエンドプレー
ト２４，２６により一体のものとして取り扱うことがで
きるから、燃料等給排配管４０の取り付け固定の安定性
や取り付け性を向上させることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池に関し、
詳しくは、単電池を複数積層してなる複数列の燃料電池
スタックを有する燃料電池に関する。
詳しくは、単電池を複数積層してなる複数列の燃料電池
スタックを有する燃料電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の燃料電池としては、２列
の燃料電池スタックを直列に接続してなるものが提案さ
れている（例えば、特開２００１−７６７５１号公報な
ど）。この燃料電池では、両端にエンドプレートが配置
されて保持された燃料電池スタックを２列に並べて配置
し、一方のエンドプレート側から燃料ガスや酸化ガス，
冷却媒体の給排を行なっている。各燃料電池スタック
は、連結部材により連結されており、それぞれが取り付
け金具により車両に取り付けることができるようになっ
ている。
の燃料電池スタックを直列に接続してなるものが提案さ
れている（例えば、特開２００１−７６７５１号公報な
ど）。この燃料電池では、両端にエンドプレートが配置
されて保持された燃料電池スタックを２列に並べて配置
し、一方のエンドプレート側から燃料ガスや酸化ガス，
冷却媒体の給排を行なっている。各燃料電池スタック
は、連結部材により連結されており、それぞれが取り付
け金具により車両に取り付けることができるようになっ
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た燃料電池では、各燃料電池スタックが別体として構成
されることにより、連結部材により連結しても各スタッ
クに若干の移動や変形が生じる場合があった。この若干
の移動や変形は、燃料ガスや酸化ガス，冷却媒体を給排
する配管や電気系の配線などのスタックへの取り付け固
定の安定性や取り付け精度を低下させてしまう。また、
燃料電池の車両への安定した搭載を考えると、燃料電池
スタック毎に車両に取り付けなければならず、取り付け
工数も多くなってしまう。
た燃料電池では、各燃料電池スタックが別体として構成
されることにより、連結部材により連結しても各スタッ
クに若干の移動や変形が生じる場合があった。この若干
の移動や変形は、燃料ガスや酸化ガス，冷却媒体を給排
する配管や電気系の配線などのスタックへの取り付け固
定の安定性や取り付け精度を低下させてしまう。また、
燃料電池の車両への安定した搭載を考えると、燃料電池
スタック毎に車両に取り付けなければならず、取り付け
工数も多くなってしまう。
【０００４】本発明の燃料電池は、複数列の燃料電池ス
タックを一体として取り扱うことができるようにするこ
とを目的の一つとする。また、本発明の燃料電池は、各
燃料電池スタックに流体を給排する配管などの取り付け
固定の安定性と取り付け精度の向上を図ることを目的の
一つとする。さらに、本発明の燃料電池は、車両への取
り付け工数を少なくすることを目的の一つとする。ある
いは、本発明の燃料電池は、燃料電池スタックに取り付
けられたセンサの信号線の断線を防止することを目的の
一つとする。
タックを一体として取り扱うことができるようにするこ
とを目的の一つとする。また、本発明の燃料電池は、各
燃料電池スタックに流体を給排する配管などの取り付け
固定の安定性と取り付け精度の向上を図ることを目的の
一つとする。さらに、本発明の燃料電池は、車両への取
り付け工数を少なくすることを目的の一つとする。ある
いは、本発明の燃料電池は、燃料電池スタックに取り付
けられたセンサの信号線の断線を防止することを目的の
一つとする。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の燃料電池は、上述の目的の少なくとも一部を達成
するために以下の手段を採った。
発明の燃料電池は、上述の目的の少なくとも一部を達成
するために以下の手段を採った。
【０００６】本発明の燃料電池は、単電池を複数積層し
てなる複数列の燃料電池スタックを有する燃料電池であ
って、前記複数列の燃料電池スタックの両端部に複数列
にまたがるよう配置され、該複数列の燃料電池スタック
を保持する一対の端部保持部材を備えることを要旨とす
る。
てなる複数列の燃料電池スタックを有する燃料電池であ
って、前記複数列の燃料電池スタックの両端部に複数列
にまたがるよう配置され、該複数列の燃料電池スタック
を保持する一対の端部保持部材を備えることを要旨とす
る。
【０００７】この本発明の燃料電池では、複数列の燃料
電池スタックの両端を複数列にまたがるように配置され
た一対の端部保持部材により保持するから、複数列の燃
料電池スタックを一体のものとして取り扱うことができ
る。したがって、一対の端部保持部材に各燃料電池スタ
ックに流体を給排する配管などを取り付けるものとすれ
ば、取り付け固定の安定性や取り付け精度の向上を図る
ことができる。また、複数列の燃料電池スタックを一体
のものとして扱うことができるから、燃料電池を車両へ
搭載する場合、その取り付け工数を少なくすることがで
きる。なお、一対の端部保持部材は、例えば一対の板状
部材として形成することができる。
電池スタックの両端を複数列にまたがるように配置され
た一対の端部保持部材により保持するから、複数列の燃
料電池スタックを一体のものとして取り扱うことができ
る。したがって、一対の端部保持部材に各燃料電池スタ
ックに流体を給排する配管などを取り付けるものとすれ
ば、取り付け固定の安定性や取り付け精度の向上を図る
ことができる。また、複数列の燃料電池スタックを一体
のものとして扱うことができるから、燃料電池を車両へ
搭載する場合、その取り付け工数を少なくすることがで
きる。なお、一対の端部保持部材は、例えば一対の板状
部材として形成することができる。
【０００８】こうした本発明の燃料電池において、前記
一対の端部保持部材は、車両に搭載用の取り付け部が設
けられてなるものとすることもできる。こうすれば、一
対の端部保持部材により燃料電池を車両へ取り付けるこ
とができる。
一対の端部保持部材は、車両に搭載用の取り付け部が設
けられてなるものとすることもできる。こうすれば、一
対の端部保持部材により燃料電池を車両へ取り付けるこ
とができる。
【０００９】また、本発明の燃料電池において、前記一
対の端部保持部材の一方側から前記複数列の燃料電池ス
タックに流体を給排する流体給排手段を備えるものとす
ることもできる。こうすれば、一方の端部保持部材にお
けるシールの構成を考慮するだけで全体の高いシール性
を確保することができる。この態様の本発明の燃料電池
において、前記流体給排手段は、一方の電極側に供給す
る第１の燃料を給排する第１燃料給排手段と、他方の電
極側に供給する第２の燃料を給排する第２燃料給排手段
と、前記燃料電池スタックを冷却する冷却媒体を給排す
る冷却媒体給排手段とを備えるものとすることもでき
る。
対の端部保持部材の一方側から前記複数列の燃料電池ス
タックに流体を給排する流体給排手段を備えるものとす
ることもできる。こうすれば、一方の端部保持部材にお
けるシールの構成を考慮するだけで全体の高いシール性
を確保することができる。この態様の本発明の燃料電池
において、前記流体給排手段は、一方の電極側に供給す
る第１の燃料を給排する第１燃料給排手段と、他方の電
極側に供給する第２の燃料を給排する第２燃料給排手段
と、前記燃料電池スタックを冷却する冷却媒体を給排す
る冷却媒体給排手段とを備えるものとすることもでき
る。
【００１０】こうした流体給排手段を備える態様の本発
明の燃料電池において、絶縁性材料により所定の厚みの
板状部材として形成され前記一対の端部保持部材の一方
と前記複数列の燃料電池スタックとの間に配置された絶
縁部材を備えるものとすることもできる。こうすれば、
燃料電池に短絡回路が構成されたときの短絡電流を小さ
くすることができる。この態様の本発明の燃料電池にお
いて、前記流体給排手段は、水を給排する水給排手段を
備え、前記所定の厚みは、前記燃料電池スタックに取り
付けられたセンサの信号線と前記絶縁部材に設けられた
水給排用の通路の水とを短絡回路の一部に含んで燃料電
池が短絡したときに前記信号線に流れる電流が該信号線
を断線させない範囲内の電流値となる厚みであるものと
することもできる。こうすれば、信号線の断線を防止す
ることができる。なお、「所定の厚み」は、３ｍｍ以上
の厚みとすることもできる。
明の燃料電池において、絶縁性材料により所定の厚みの
板状部材として形成され前記一対の端部保持部材の一方
と前記複数列の燃料電池スタックとの間に配置された絶
縁部材を備えるものとすることもできる。こうすれば、
燃料電池に短絡回路が構成されたときの短絡電流を小さ
くすることができる。この態様の本発明の燃料電池にお
いて、前記流体給排手段は、水を給排する水給排手段を
備え、前記所定の厚みは、前記燃料電池スタックに取り
付けられたセンサの信号線と前記絶縁部材に設けられた
水給排用の通路の水とを短絡回路の一部に含んで燃料電
池が短絡したときに前記信号線に流れる電流が該信号線
を断線させない範囲内の電流値となる厚みであるものと
することもできる。こうすれば、信号線の断線を防止す
ることができる。なお、「所定の厚み」は、３ｍｍ以上
の厚みとすることもできる。
【００１１】また、流体給排手段を備える態様の本発明
の燃料電池において、前記一対の端部保持部材の他方側
の内側に配置され、前記複数列の燃料電池スタックの各
々に積層方向の圧力を作用させる圧力作用部材を備える
ものとすることもできる。こうすれば、燃料電池スタッ
クの内部抵抗を小さくするための圧力を作用させること
ができる。また、圧力作用部材は流体給排手段による流
体の燃料電池スタックへの給排と逆側に配置されるか
ら、流体給排手段による流体の給排の高い安定性と高い
取り付け性を確保することができる。この態様の本発明
の燃料電池において、前記圧力作用部材は複数の皿バネ
であるものとすることもできる。
の燃料電池において、前記一対の端部保持部材の他方側
の内側に配置され、前記複数列の燃料電池スタックの各
々に積層方向の圧力を作用させる圧力作用部材を備える
ものとすることもできる。こうすれば、燃料電池スタッ
クの内部抵抗を小さくするための圧力を作用させること
ができる。また、圧力作用部材は流体給排手段による流
体の燃料電池スタックへの給排と逆側に配置されるか
ら、流体給排手段による流体の給排の高い安定性と高い
取り付け性を確保することができる。この態様の本発明
の燃料電池において、前記圧力作用部材は複数の皿バネ
であるものとすることもできる。
【００１２】本発明の燃料電池において、導電性材料に
より板状に形成され、前記隣接する燃料電池スタックの
端部の前記端部保持部材の内側に該隣接する燃料電池ス
タックにまたがるよう配置され、該隣接する燃料電池ス
タックを電気的に直列接続する直列接続部材を備えるも
のとすることもできる。こうすれば、簡易な構成で複数
の燃料電池スタックを直列に接続することができる。
より板状に形成され、前記隣接する燃料電池スタックの
端部の前記端部保持部材の内側に該隣接する燃料電池ス
タックにまたがるよう配置され、該隣接する燃料電池ス
タックを電気的に直列接続する直列接続部材を備えるも
のとすることもできる。こうすれば、簡易な構成で複数
の燃料電池スタックを直列に接続することができる。
【００１３】流体給排手段と直列接続部材とを備える態
様の本発明の燃料電池において、前記複数列の燃料電池
スタックは２列の燃料電池スタックであり、前記直列接
続部材は前記一対の端部保持部材の一方側に取り付けら
れてなるものとすることもできる。こうすれば、端部保
持部材の他方側、即ち流体給排手段による流体の給排を
しない端部保持部材側から電力の取り出しを行なうこと
ができる。したがって、電気配線の配置の自由度を高く
することができる。この態様の本発明の燃料電池におい
て、前記一対の端部保持部材の他方側に配置されて電力
を供給可能な正負一対の出力端子を備えるものとするこ
ともできる。
様の本発明の燃料電池において、前記複数列の燃料電池
スタックは２列の燃料電池スタックであり、前記直列接
続部材は前記一対の端部保持部材の一方側に取り付けら
れてなるものとすることもできる。こうすれば、端部保
持部材の他方側、即ち流体給排手段による流体の給排を
しない端部保持部材側から電力の取り出しを行なうこと
ができる。したがって、電気配線の配置の自由度を高く
することができる。この態様の本発明の燃料電池におい
て、前記一対の端部保持部材の他方側に配置されて電力
を供給可能な正負一対の出力端子を備えるものとするこ
ともできる。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例を用いて説明する。図１は本発明の一実施例である燃
料電池２０の概略を示す概略平面図であり、図２は図１
の燃料電池２０におけるＡ−Ａ断面を示す断面図であ
る。実施例の燃料電池２０は、図示するように、単電池
２１を複数積層してなる２列の燃料電池スタック２２
ａ，２２ｂと、この２列の燃料電池スタック２２ａ，２
２ｂの両端に２列にまたがるよう配置された一対のエン
ドプレート２４，２６と、この一対のエンドプレート２
４，２６を２列の燃料電池スタック２２ａ，２２ｂの上
面および下面で差し渡す４枚のテンションプレート２８
ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂと、２列の燃料電池スタッ
ク２２ａ，２２ｂへ燃料としての水素や酸化剤としての
空気，冷却水を給排する燃料等給排配管４０と、２列の
燃料電池スタック２２ａ，２２ｂに積層方向の圧力を作
用させる圧力作用機構５０とを備える。
例を用いて説明する。図１は本発明の一実施例である燃
料電池２０の概略を示す概略平面図であり、図２は図１
の燃料電池２０におけるＡ−Ａ断面を示す断面図であ
る。実施例の燃料電池２０は、図示するように、単電池
２１を複数積層してなる２列の燃料電池スタック２２
ａ，２２ｂと、この２列の燃料電池スタック２２ａ，２
２ｂの両端に２列にまたがるよう配置された一対のエン
ドプレート２４，２６と、この一対のエンドプレート２
４，２６を２列の燃料電池スタック２２ａ，２２ｂの上
面および下面で差し渡す４枚のテンションプレート２８
ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂと、２列の燃料電池スタッ
ク２２ａ，２２ｂへ燃料としての水素や酸化剤としての
空気，冷却水を給排する燃料等給排配管４０と、２列の
燃料電池スタック２２ａ，２２ｂに積層方向の圧力を作
用させる圧力作用機構５０とを備える。
【００１５】２列の燃料電池スタック２２ａ，２２ｂ
は、エンドプレート２４と同様に２列の燃料電池スタッ
ク２２ａ，２２ｂにまたがるようにエンドプレート２４
側の端部に配置された板状のターミナルプレート３２に
より電気的に直列接続されており、燃料電池スタック２
２ａのエンドプレート２６側の端部に設けられたプラス
側の出力端子３８と同じく燃料電池スタック２２ｂのエ
ンドプレート２６側の端部に設けられたマイナス側の出
力端子３９とから電力を取り出すことができるようにな
っている。
は、エンドプレート２４と同様に２列の燃料電池スタッ
ク２２ａ，２２ｂにまたがるようにエンドプレート２４
側の端部に配置された板状のターミナルプレート３２に
より電気的に直列接続されており、燃料電池スタック２
２ａのエンドプレート２６側の端部に設けられたプラス
側の出力端子３８と同じく燃料電池スタック２２ｂのエ
ンドプレート２６側の端部に設けられたマイナス側の出
力端子３９とから電力を取り出すことができるようにな
っている。
【００１６】エンドプレート２４とターミナルプレート
３２との間には、絶縁性材料（例えば樹脂）により形成
された板状のインシュレータ３４が配置されており、エ
ンドプレート２４とターミナルプレート３２とを絶縁し
ている。エンドプレート２４とターミナルプレート３２
とインシュレータ３４には、２列の燃料電池スタック２
２ａ，２２ｂへ水素や空気，冷却水を供給するための計
６個の供給孔と、２列の燃料電池スタック２２ａ，２２
ｂから水素や空気，冷却水を排出するための計６個の排
出孔とが形成されている。図示しないが、２列の燃料電
池スタック２２ａ，２２ｂには、それぞれ積層方向に貫
通する６個の流路が形成されており、各流路のエンドプ
レート２４側の位置はエンドプレート２４やターミナル
プレート３２，インシュレータ３４に形成された計１２
個の孔（６個の供給孔と６個の排出孔）に連結されてい
る。したがって、燃料等給排配管４０をエンドプレート
２４の６個の供給孔と６個の排出孔とに接続し、水素や
空気，冷却水を供給することにより２列の燃料電池スタ
ック２２ａ，２２ｂは発電し、燃料電池２０から電力を
取り出すことができるようになる。
３２との間には、絶縁性材料（例えば樹脂）により形成
された板状のインシュレータ３４が配置されており、エ
ンドプレート２４とターミナルプレート３２とを絶縁し
ている。エンドプレート２４とターミナルプレート３２
とインシュレータ３４には、２列の燃料電池スタック２
２ａ，２２ｂへ水素や空気，冷却水を供給するための計
６個の供給孔と、２列の燃料電池スタック２２ａ，２２
ｂから水素や空気，冷却水を排出するための計６個の排
出孔とが形成されている。図示しないが、２列の燃料電
池スタック２２ａ，２２ｂには、それぞれ積層方向に貫
通する６個の流路が形成されており、各流路のエンドプ
レート２４側の位置はエンドプレート２４やターミナル
プレート３２，インシュレータ３４に形成された計１２
個の孔（６個の供給孔と６個の排出孔）に連結されてい
る。したがって、燃料等給排配管４０をエンドプレート
２４の６個の供給孔と６個の排出孔とに接続し、水素や
空気，冷却水を供給することにより２列の燃料電池スタ
ック２２ａ，２２ｂは発電し、燃料電池２０から電力を
取り出すことができるようになる。
【００１７】図３は燃料電池スタック２２ａのエンドプ
レート２６側の圧力作用機構５０を中心に拡大して示す
拡大説明図である。図示するように、圧力作用機構５０
は、燃料電池スタック２２ａの端部に配置された板状の
インシュレータ３６とエンドプレート２６との間に配置
されており、インシュレータ３６を介して燃料電池スタ
ック２２ａに積層方向に圧力を作用させる圧力作用プレ
ート５１と、圧力作用プレート５１に力を作用させる第
１皿バネ５２と、第１皿バネ５２の反対側の力を受け止
める力受止部材５３と、力受止部材５３の力を受け止め
ると共に燃料電池スタック２２ａの圧力を調節するスク
リュー部材５４と、スクリュー部材５４の力を受け止め
るストッパ５５と、ストッパ５５とエンドプレート２６
とに介在する第２皿バネ５６とにより構成されている。
なお、こうした圧力作用機構５０は、燃料電池スタック
２２ｂにも取り付けられている。
レート２６側の圧力作用機構５０を中心に拡大して示す
拡大説明図である。図示するように、圧力作用機構５０
は、燃料電池スタック２２ａの端部に配置された板状の
インシュレータ３６とエンドプレート２６との間に配置
されており、インシュレータ３６を介して燃料電池スタ
ック２２ａに積層方向に圧力を作用させる圧力作用プレ
ート５１と、圧力作用プレート５１に力を作用させる第
１皿バネ５２と、第１皿バネ５２の反対側の力を受け止
める力受止部材５３と、力受止部材５３の力を受け止め
ると共に燃料電池スタック２２ａの圧力を調節するスク
リュー部材５４と、スクリュー部材５４の力を受け止め
るストッパ５５と、ストッパ５５とエンドプレート２６
とに介在する第２皿バネ５６とにより構成されている。
なお、こうした圧力作用機構５０は、燃料電池スタック
２２ｂにも取り付けられている。
【００１８】図２に示すように、エンドプレート２４の
下部の中央の１箇所とエンドプレート２６の下部の両サ
イドの２箇所には、取り付け金具６２〜６６が取り付け
られており、この３点で燃料電池２０を車両に取り付け
ることができるようになっている。なお、実施例では、
３個の取り付け金具６２〜６６により車両に取り付ける
ものとしたが、ゴムマウントにより車両にマウントする
ものとしてもよいのは勿論である。
下部の中央の１箇所とエンドプレート２６の下部の両サ
イドの２箇所には、取り付け金具６２〜６６が取り付け
られており、この３点で燃料電池２０を車両に取り付け
ることができるようになっている。なお、実施例では、
３個の取り付け金具６２〜６６により車両に取り付ける
ものとしたが、ゴムマウントにより車両にマウントする
ものとしてもよいのは勿論である。
【００１９】以上説明した実施例の燃料電池２０によれ
ば、一対のエンドプレート２４，２６を２列の燃料電池
スタック２２ａ，２２ｂの両端を２列にまたがるように
配置して２列の燃料電池スタック２２ａ，２２ｂを保持
するから、２列の燃料電池スタック２２ａ，２２ｂを一
体のものとして取り扱うことができる。この結果、燃料
等給排配管４０の取り付け固定の安定性や取り付け精度
の向上を図ることができる。このように２列の燃料電池
スタック２２ａ，２２ｂを一体のものとして扱うことが
できるから、一対のエンドプレート２４，２６の３点に
設けられた取り付け金具６２〜６６により燃料電池２０
を車両へ取り付けることができる。したがって、燃料電
池スタック毎に車両に取り付けるものに比して、その取
り付け工数を少なくすることができる。
ば、一対のエンドプレート２４，２６を２列の燃料電池
スタック２２ａ，２２ｂの両端を２列にまたがるように
配置して２列の燃料電池スタック２２ａ，２２ｂを保持
するから、２列の燃料電池スタック２２ａ，２２ｂを一
体のものとして取り扱うことができる。この結果、燃料
等給排配管４０の取り付け固定の安定性や取り付け精度
の向上を図ることができる。このように２列の燃料電池
スタック２２ａ，２２ｂを一体のものとして扱うことが
できるから、一対のエンドプレート２４，２６の３点に
設けられた取り付け金具６２〜６６により燃料電池２０
を車両へ取り付けることができる。したがって、燃料電
池スタック毎に車両に取り付けるものに比して、その取
り付け工数を少なくすることができる。
【００２０】実施例の燃料電池２０によれば、エンドプ
レート２４側にターミナルプレート３２を配置して２列
の燃料電池スタック２２ａ，２２ｂを直列接続すると共
にエンドプレート２４側に燃料等給排配管４０を取り付
けるものとしたから、水素や空気，冷却水を同電位部に
給排することができる。この結果、異なる電位の部位に
水を供給することにより生じ得る水の加水分解を防止す
ることができると共に電気的なロスを小さくすることが
できる。こうした配置により燃料電池２０の出力端子３
８，３９は、燃料等給排配管４０と反対側のエンドプレ
ート２６側に取り付けられるから、電力用の配線の設計
の自由度を高くすることができる。
レート２４側にターミナルプレート３２を配置して２列
の燃料電池スタック２２ａ，２２ｂを直列接続すると共
にエンドプレート２４側に燃料等給排配管４０を取り付
けるものとしたから、水素や空気，冷却水を同電位部に
給排することができる。この結果、異なる電位の部位に
水を供給することにより生じ得る水の加水分解を防止す
ることができると共に電気的なロスを小さくすることが
できる。こうした配置により燃料電池２０の出力端子３
８，３９は、燃料等給排配管４０と反対側のエンドプレ
ート２６側に取り付けられるから、電力用の配線の設計
の自由度を高くすることができる。
【００２１】実施例の燃料電池２０によれば、エンドプ
レート２４側に燃料等給排配管４０を取り付けると共に
反対側のエンドプレート２６側に圧力作用機構５０を取
り付けるものとしたから、燃料等給排配管４０の取り付
けに対して２列の燃料電池スタック２２ａ，２２ｂへ作
用させる圧力の調整などによるスタックの変位を考慮す
る必要がない。この結果、燃料等給排配管４０の取り付
け性を向上させることができると共に簡易な構成で水素
や空気，冷却水のシール性を確保することができる。
レート２４側に燃料等給排配管４０を取り付けると共に
反対側のエンドプレート２６側に圧力作用機構５０を取
り付けるものとしたから、燃料等給排配管４０の取り付
けに対して２列の燃料電池スタック２２ａ，２２ｂへ作
用させる圧力の調整などによるスタックの変位を考慮す
る必要がない。この結果、燃料等給排配管４０の取り付
け性を向上させることができると共に簡易な構成で水素
や空気，冷却水のシール性を確保することができる。
【００２２】図４は、燃料電池スタック２２ａに形成さ
れている冷却水の流路のエンドプレート２４近傍の部位
の拡大断面図である。前述したように、燃料電池スタッ
ク２２ａのエンドプレート２４側の端部には、ターミナ
ルプレート３２とインシュレータ３４とがエンドプレー
ト２４との間に配置されている。インシュレータ３４
は、燃料電池スタック２２ａに取り付けられたセンサの
信号線（例えば単電池の電圧を検出するための信号線）
とインシュレータ３４の流路３４ａにおける水とを短絡
回路の一部に含んで短絡したときに、信号線に流れる電
流が信号線を断線させない範囲内の電流値となる厚みα
に形成されている。図５は、短絡回路を電気的に説明す
る回路図である。燃料電池スタック２２ａは、通常、エ
ンドプレート２６側に配置されたインシュレータ３６に
より絶縁されている。いま、燃料電池スタック２２ａが
スタックに取り付けられた信号線とテンションプレート
２８ａとインシュレータ３４の流路３４ａの冷却水とに
より短絡したときを考える。このとき、信号線に流れる
電流は、インシュレータ３４の流路３４ａの冷却水の抵
抗値によって定まる。この抵抗値は、流路３４ａの長
さ、即ちインシュレータ３４の厚みαによって定まる。
実施例の燃料電池２０では、実験などに基づいてインシ
ュレータ３４を３ｍｍ以上の厚さで形成することによ
り、短絡電流による信号線の断線を防止している。な
お、インシュレータ３４の厚みαは、用いる信号線の材
質や断面積，冷却水の性状などによって定まるものであ
る。
れている冷却水の流路のエンドプレート２４近傍の部位
の拡大断面図である。前述したように、燃料電池スタッ
ク２２ａのエンドプレート２４側の端部には、ターミナ
ルプレート３２とインシュレータ３４とがエンドプレー
ト２４との間に配置されている。インシュレータ３４
は、燃料電池スタック２２ａに取り付けられたセンサの
信号線（例えば単電池の電圧を検出するための信号線）
とインシュレータ３４の流路３４ａにおける水とを短絡
回路の一部に含んで短絡したときに、信号線に流れる電
流が信号線を断線させない範囲内の電流値となる厚みα
に形成されている。図５は、短絡回路を電気的に説明す
る回路図である。燃料電池スタック２２ａは、通常、エ
ンドプレート２６側に配置されたインシュレータ３６に
より絶縁されている。いま、燃料電池スタック２２ａが
スタックに取り付けられた信号線とテンションプレート
２８ａとインシュレータ３４の流路３４ａの冷却水とに
より短絡したときを考える。このとき、信号線に流れる
電流は、インシュレータ３４の流路３４ａの冷却水の抵
抗値によって定まる。この抵抗値は、流路３４ａの長
さ、即ちインシュレータ３４の厚みαによって定まる。
実施例の燃料電池２０では、実験などに基づいてインシ
ュレータ３４を３ｍｍ以上の厚さで形成することによ
り、短絡電流による信号線の断線を防止している。な
お、インシュレータ３４の厚みαは、用いる信号線の材
質や断面積，冷却水の性状などによって定まるものであ
る。
【００２３】以上説明した実施例の燃料電池２０によれ
ば、燃料等給排配管４０が取り付けられるエンドプレー
ト２４側に絶縁性材料によりスタックに取り付けられた
センサなどの信号線によって定まる所定の厚みの板状部
材として形成されたインシュレータ３４を配置すること
により、信号線を回路の一部として短絡しても信号線が
破断するのを防止することができる。
ば、燃料等給排配管４０が取り付けられるエンドプレー
ト２４側に絶縁性材料によりスタックに取り付けられた
センサなどの信号線によって定まる所定の厚みの板状部
材として形成されたインシュレータ３４を配置すること
により、信号線を回路の一部として短絡しても信号線が
破断するのを防止することができる。
【００２４】実施例の燃料電池２０では、２列の燃料電
池スタック２２ａ，２２ｂの両端に２列にまたがるよう
に一対のエンドプレート２４，２６を配置するものとし
たが、４列や６列などの複数列の燃料電池スタックの両
端に複数列にまたがるよう一対のエンドプレートを配置
するものとしてもよい。
池スタック２２ａ，２２ｂの両端に２列にまたがるよう
に一対のエンドプレート２４，２６を配置するものとし
たが、４列や６列などの複数列の燃料電池スタックの両
端に複数列にまたがるよう一対のエンドプレートを配置
するものとしてもよい。
【００２５】実施例の燃料電池２０では、燃料電池２０
を車両に搭載するものとして説明したが、燃料電池２０
を車両に搭載しないものとしても差し支えない。
を車両に搭載するものとして説明したが、燃料電池２０
を車両に搭載しないものとしても差し支えない。
【００２６】以上、本発明の実施の形態について実施例
を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
【図１】本発明の一実施例である燃料電池２０の概略を
示す概略平面図である。
示す概略平面図である。
【図２】図１の燃料電池２０におけるＡ−Ａ断面を示す
断面図である。
断面図である。
【図３】燃料電池スタック２２ａのエンドプレート２６
側の圧力作用機構５０を中心に拡大して示す拡大説明図
である。
側の圧力作用機構５０を中心に拡大して示す拡大説明図
である。
【図４】燃料電池スタック２２ａに形成されている冷却
水の流路のエンドプレート２４近傍の部位の拡大断面図
である。
水の流路のエンドプレート２４近傍の部位の拡大断面図
である。
【図５】短絡回路を電気的に説明する回路図である。
２０ 燃料電池、２１ 単電池、２２ａ，２２ｂ 燃料
電池スタック、２４，２６ エンドプレート、２８ａ，
２８ｂ，２９ａ，２９ｂ テンションプレート、３２
ターミナルプレート、３４，３６ インシュレータ、３
４ａ 流路、３８，３９ 出力端子、４０ 燃料等給排
配管、５０ 圧力作用機構、５１ 圧力作用プレート、
５２ 第１皿バネ、５３ 力受止部材、５４ スクリュ
ー部材、５５ ストッパ、５６ 第２皿バネ、６２〜６
４ 取り付け金具。
電池スタック、２４，２６ エンドプレート、２８ａ，
２８ｂ，２９ａ，２９ｂ テンションプレート、３２
ターミナルプレート、３４，３６ インシュレータ、３
４ａ 流路、３８，３９ 出力端子、４０ 燃料等給排
配管、５０ 圧力作用機構、５１ 圧力作用プレート、
５２ 第１皿バネ、５３ 力受止部材、５４ スクリュ
ー部材、５５ ストッパ、５６ 第２皿バネ、６２〜６
４ 取り付け金具。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西海 弘章 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 堀田 裕 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 田中 秀幸 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 柴崎 俊一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 小田 享 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 5H026 BB02 CX08 CX09 HH03 5H027 CC06
Claims (13)
- 【請求項１】 単電池を複数積層してなる複数列の燃料
電池スタックを有する燃料電池であって、 前記複数列の燃料電池スタックの両端部に複数列にまた
がるよう配置され、該複数列の燃料電池スタックを保持
する一対の端部保持部材を備える燃料電池。 - 【請求項２】 前記一対の端部保持部材は一対の板状部
材である請求項１記載の燃料電池。 - 【請求項３】 前記一対の端部保持部材は、車両に搭載
用の取り付け部が設けられてなる請求項１または２記載
の燃料電池。 - 【請求項４】 前記一対の端部保持部材の一方側から前
記複数列の燃料電池スタックに流体を給排する流体給排
手段を備える請求項１ないし３いずれか記載の燃料電
池。 - 【請求項５】 前記流体給排手段は、一方の電極側に供
給する第１の燃料を給排する第１燃料給排手段と、他方
の電極側に供給する第２の燃料を給排する第２燃料給排
手段と、前記燃料電池スタックを冷却する冷却媒体を給
排する冷却媒体給排手段とを備える請求項４記載の燃料
電池。 - 【請求項６】 絶縁性材料により所定の厚みの板状部材
として形成され、前記一対の端部保持部材の一方と前記
複数列の燃料電池スタックとの間に配置された絶縁部材
を備える請求項４または５記載の燃料電池。 - 【請求項７】 請求項６記載の燃料電池であって、 前記流体給排手段は、水を給排する水給排手段を備え、 前記所定の厚みは、前記燃料電池スタックに取り付けら
れたセンサの信号線と前記絶縁部材に設けられた水給排
用の通路の水とを短絡回路の一部に含んで燃料電池が短
絡したときに、前記信号線に流れる電流が該信号線を断
線させない範囲内の電流値となる厚みである燃料電池。 - 【請求項８】 前記所定の厚みは、３ｍｍ以上の厚みで
ある請求項６または７記載の燃料電池。 - 【請求項９】 前記一対の端部保持部材の他方側の内側
に配置され、前記複数列の燃料電池スタックの各々に積
層方向の圧力を作用させる圧力作用部材を備える請求項
４ないし８いずれか記載の燃料電池。 - 【請求項１０】 前記圧力作用部材は複数の皿バネであ
る請求項９記載の燃料電池。 - 【請求項１１】 導電性材料により板状に形成され、隣
接する燃料電池スタックの端部の前記端部保持部材の内
側に該隣接する燃料電池スタックにまたがるよう配置さ
れ、該隣接する燃料電池スタックを電気的に直列接続す
る直列接続部材を備える請求項１ないし１０いずれか記
載の燃料電池。 - 【請求項１２】 請求項４ないし１０のいずれかに係る
請求項１１記載の燃料電池であって、 前記複数列の燃料電池スタックは２列の燃料電池スタッ
クであり、 前記直列接続部材は、前記一対の端部保持部材の一方側
に取り付けられてなる燃料電池。 - 【請求項１３】 前記一対の端部保持部材の他方側に配
置されて電力を供給可能な正負一対の出力端子を備える
請求項１２記載の燃料電池。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001172121A JP4140210B2 (ja) | 2001-06-07 | 2001-06-07 | 燃料電池 |
| US10/158,906 US6803142B2 (en) | 2001-06-06 | 2002-06-03 | Fuel cell |
| DE10224962A DE10224962B4 (de) | 2001-06-06 | 2002-06-05 | Brennstoffzellenanordnung |
| US11/545,821 USRE42720E1 (en) | 2001-06-06 | 2006-10-11 | Fuel cell mounting structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001172121A JP4140210B2 (ja) | 2001-06-07 | 2001-06-07 | 燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002367664A true JP2002367664A (ja) | 2002-12-20 |
| JP4140210B2 JP4140210B2 (ja) | 2008-08-27 |
Family
ID=19013794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001172121A Expired - Lifetime JP4140210B2 (ja) | 2001-06-06 | 2001-06-07 | 燃料電池 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP2006221915A (ja) * | 2005-02-09 | 2006-08-24 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
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-
2001
- 2001-06-07 JP JP2001172121A patent/JP4140210B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US7534520B2 (en) | 2005-02-09 | 2009-05-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system |
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| Publication number | Publication date |
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