JP2004071230A

JP2004071230A - Fuel cell stack

Info

Publication number: JP2004071230A
Application number: JP2002226197A
Authority: JP
Inventors: Manabu Tanaka; 田中　学; Shuhei Goto; 後藤　修平
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-08-02
Filing date: 2002-08-02
Publication date: 2004-03-04

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce inductance as much as possible and to favorably retain an intended power generating performance in a simple constitution. <P>SOLUTION: This fuel cell stack 10 is provided with a laminate 18 formed by stacking a plurality of electrolyte film/electrode structures 12 via a first and a second separator 14 and 16. Power terminals 20a and 20b disposed in the both sides of the laminate 18 are formed with a first and a second connecting terminal part 26a and 26b. A bus bar 60 is provided with one end connected to the first connecting terminal part 26a and its end part 60a disposed in a position approaching to the second connecting terminal part 26b. The end part 60a and the second connecting terminal part 26b are connected to the first and the second wire 62 and 64 respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解質の両側にそれぞれ電極を設けた電解質・電極構造体が、セパレータを介装して複数積層された積層体を備え、前記積層体の両側に一対の電力端子が設けられた燃料電池スタックに関する。
【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た電解質（電解質膜）・電極構造体を、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。
【０００３】
この燃料電池において、アノード側電極に供給された燃料ガス、例えば、主に水素を含有するガス（以下、水素含有ガスともいう）は、電極触媒上で水素がイオン化され、電解質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。なお、カソード側電極には、酸化剤ガス、例えば、主に酸素を含有するガスあるいは空気（以下、酸素含有ガスともいう）が供給されているために、このカソード側電極において、水素イオン、電子および酸素が反応して水が生成される。
【０００４】
ところで、この種の燃料電池は、通常、電解質・電極構造体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。例えば、図９に示すように、燃料電池スタック１は、電解質・電極構造体２と一対のセパレータ３とからなる燃料電池（単位セル）４を備えており、所定数の前記燃料電池４が矢印Ａ方向に積層されるとともに、積層方向両端にはエンドプレート５ａ、５ｂが配設されている。
【０００５】
エンドプレート５ａ、５ｂからそれぞれ積層方向外方に向かって、正極側端子６ａおよび負極側端子６ｂが延在している。正極側端子６ａおよび負極側端子６ｂには、負荷配線（電線）７ａ、７ｂの一端が接続されるとともに、前記負荷配線７ａ、７ｂの他端がシステム側端子８に接続されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の燃料電池スタック１では、各燃料電池４が運転されて負荷配線７ａ、７ｂに電流が流れると、この負荷配線７ａ、７ｂの周囲に磁界が発生する。その際、図９に示すように、負荷配線７ａ、７ｂがループを形成しているため、負荷回路にインダクタンス（Ｌ）成分が生成されてしまう。
【０００７】
特に、燃料電池スタック１が車両に搭載されていると、運転時の電流変動（ｄｉ／ｄｔ）により前記燃料電池スタック１の両端に起電力（Ｌｄｉ／ｄｔ）が発生してしまう。このため、各燃料電池４に電圧が作用して、前記燃料電池４に対し悪影響を及ぼすという問題が指摘されている。
【０００８】
また、高出力を得るために、図１０に示すように、２組の燃料電池スタック１ａ、１ｂが配設される場合、一方の燃料電池スタック１ａの負極側端子６ｂと他方の燃料電池スタック１ｂの正極側端子６ａとが、接続電線９により接続されている。そして、燃料電池スタック１ａの正極側端子６ａと燃料電池スタック１ｂの負極側端子６ｂとに、それぞれ負荷配線７ａ、７ｂが接続されている。
【０００９】
このような構成では、上記の燃料電池スタック１と同様に、負荷配線７ａ、７ｂがループを形成しているため、負荷回路にインダクタンス（Ｌ）成分が生成されてしまう。これにより、燃料電池スタック１ａ、１ｂにループ状の負荷配線７ａ、７ｂを介して起電力（Ｌｄｉ／ｄｔ）が発生するという問題がある。
【００１０】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単な構成で、インダクタンスを可及的に低減することができ、所望の発電性能を良好に維持することが可能な燃料電池スタックを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る燃料電池スタックでは、電解質の両側にそれぞれ電極を設けた電解質・電極構造体が、セパレータを介装して複数積層された積層体を備え、前記積層体の両側に電力を取り出すための正極および負極の一対の電力端子が設けられている。一対の電力端子は、第１および第２接続端子部を設け、前記第１および第２接続端子部は、互いに近接して配置されている。第１および第２接続端子部に第１および第２電線が接続されており、前記第１および第２電線が、互いに接触乃至近接した状態で取り出されている。
【００１２】
このように、第１および第２電線が、互いに接触乃至近接した状態で取り出されるため、前記第１および第２電線によりループが形成されることはない。従って、インダクタンスを可及的に低減することができ、所望の発電性能を良好に維持することが可能になる。特に、燃料電池スタックを車載用として使用する際、実車運転時の電流変動に起因して電圧が発生することを阻止し、簡単な構成で、良好な発電性能を確保することができる。
【００１３】
また、本発明の請求項２に係る燃料電池スタックでは、第１および／または第２接続端子部が、積層体の側面に接触乃至近接した状態で前記側面に沿って延在している。このため、第１および／または第２接続端子部自体がループを形成することがなく、簡単な構成で、インダクタンスを可及的に低減することが可能になる。なお、第１および第２接続端子部とは、電力端子に一体的に設けられた構成の他、前記電力端子に固着された導電体、例えば、バスバーを含む概念をいう。
【００１４】
【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スタック１０の概略全体構成説明図であり、図２は、前記燃料電池スタック１０の要部分解斜視説明図である。
【００１５】
燃料電池スタック１０は、電解質膜（電解質）・電極構造体１２が、第１および第２セパレータ１４、１６を介装して複数積層された積層体１８を備える。積層体１８の積層方向（矢印Ａ方向）両端には、正極側電力端子２０ａおよび負極側電力端子２０ｂとエンドプレート２２ａ、２２ｂとが絶縁プレート２４ａ、２４ｂを介装して配設される。
【００１６】
正極側電力端子２０ａおよび負極側電力端子２０ｂの中央部には、積層方向両側に突出して柱状の第１および第２接続端子部２６ａ、２６ｂが形成される。第１および第２接続端子部２６ａ、２６ｂは、絶縁プレート２４ａ、２４ｂの中央部から積層方向に突出する円筒部２８ａ、２８ｂに挿入される。
【００１７】
図２に示すように、電解質膜・電極構造体１２と第１および第２セパレータ１４、１６との間には、後述する連通孔の周囲および電極面（発電面）の外周を覆って、ガスケット等のシール部材２９が介装されている。
【００１８】
電解質膜・電極構造体１２と第１および第２セパレータ１４、１６の矢印Ｂ方向（図２中、水平方向）の一端縁部には、積層方向である矢印Ａ方向に互いに連通して、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給するための酸化剤ガス供給連通孔３０ａ、冷却媒体を排出するための冷却媒体排出連通孔３２ｂ、および燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出するための燃料ガス排出連通孔３４ｂが、矢印Ｃ方向（鉛直方向）に配列して設けられる。
【００１９】
電解質膜・電極構造体１２と第１および第２セパレータ１４、１６の矢印Ｂ方向の他端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料ガスを供給するための燃料ガス供給連通孔３４ａ、冷却媒体を供給するための冷却媒体供給連通孔３２ａ、および酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス排出連通孔３０ｂが、矢印Ｃ方向に配列して設けられる。
【００２０】
電解質膜・電極構造体１２は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸されてなる固体高分子電解質膜３６と、該固体高分子電解質膜３６を挟持するアノード側電極３８およびカソード側電極４０とを備える。
【００２１】
アノード側電極３８およびカソード側電極４０は、多孔質カーボン部材、例えば、カーボンペーパー等からなるガス拡散層と、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塗布されてなる電極触媒層とをそれぞれ有する。電極触媒層は、互いに固体高分子電解質膜３６を介装して対向するように、前記固体高分子電解質膜３６の両面に接合されている。
【００２２】
シール部材２９の中央部には、アノード側電極３８およびカソード側電極４０に対応して開口部４５が形成されている。なお、シール部材２９に代替して、第１および第２セパレータ１４、１６にシールを焼き付け等によって設けてもよい。
【００２３】
第１セパレータ１４の電解質膜・電極構造体１２側の面１４ａには、例えば、矢印Ｂ方向に延在する複数本の溝部からなる酸化剤ガス流路４６が設けられるとともに、この酸化剤ガス流路４６は、酸化剤ガス供給連通孔３０ａと酸化剤ガス排出連通孔３０ｂとに連通する。
【００２４】
第２セパレータ１６の電解質膜・電極構造体１２側の面１６ａには、燃料ガス供給連通孔３４ａと燃料ガス排出連通孔３４ｂとに連通する燃料ガス流路４８が形成される。この燃料ガス流路４８は、矢印Ｂ方向に延在する複数本の溝部を備えている。第２セパレータ１６の面１６ｂには、冷却媒体供給連通孔３２ａと冷却媒体排出連通孔３２ｂとに連通する冷却媒体流路５０が形成される。この冷却媒体流路５０は、矢印Ｂ方向に延在する複数本の溝部を備えている。
【００２５】
図１に示すように、第１接続端子部２６ａには、バスバー６０の一端が固定される。このバスバー６０は、第１接続端子部２６ａとの連結位置から矢印Ｃ方向に延在し、エンドプレート２２ａの端部で略９０°屈曲されて積層体１８に沿って矢印Ａ方向に延在する。バスバー６０は、エンドプレート２２ｂ側に突出して略９０°屈曲された後、矢印Ｃ方向に延在して第２接続端子部２６ｂに近接する位置で終端する。
【００２６】
バスバー６０は、積層体１８の側面１８ａに接触乃至近接した状態で、第１の実施形態では、前記積層体１８の側面１８ａから所定の距離Ｈ（例えば、２０ｍｍ〜６０ｍｍ）の範囲内に離間した状態で、配置されている。バスバー６０の終端部６０ａと第２接続端子部２６ｂとは可及的に近接しており、前記バスバー６０の終端部６０ａに正極側の第１電線６２の一端部が接続されるとともに、前記第２接続端子部２６ｂに負極側の第２電線６４の一端部が接続される。
【００２７】
第１および第２電線６２、６４は、互いに撚り合せて撚り線を構成しており、それぞれの他端部がシステム側端子６６に接続される。バスバー６０は、第１接続端子部２６ａおよび第１電線６２に接続される部分を除き、表面に絶縁皮膜等による絶縁処理が施されている。なお、第１および第２電線６２、６４を、互いに平行して近接した状態で、バスバー６０の終端部６０ａと第２接続端子部２６ｂとから取り出してシステム側端子６６に接続してもよい。
【００２８】
第１および第２電線６２、６４も同様に、バスバー６０の終端部６０ａおよび第２接続端子部２６ｂとシステム側端子６６とに接続される部分を除き、表面に絶縁皮膜等による絶縁処理が施されている。
【００２９】
このように構成される燃料電池スタック１０の動作について、以下に説明する。
【００３０】
まず、図２に示すように、燃料ガス供給連通孔３４ａに水素含有ガス等の燃料ガスが供給されるとともに、酸化剤ガス供給連通孔３０ａに酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給される。さらに、冷却媒体供給連通孔３２ａに純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体が供給される。
【００３１】
このため、酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給連通孔３０ａから第１セパレータ１４の酸化剤ガス流路４６に導入され、電解質膜・電極構造体１２を構成するカソード側電極４０に沿って移動する。一方、燃料ガスは、燃料ガス供給連通孔３４ａから第２セパレータ１６の燃料ガス流路４８に導入され、電解質膜・電極構造体１２を構成するアノード側電極３８に沿って移動する。
【００３２】
従って、各電解質膜・電極構造体１２では、カソード側電極４０に供給される酸化剤ガスと、アノード側電極３８に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費され、発電が行われる。
【００３３】
次いで、アノード側電極３８に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス排出連通孔３４ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。同様に、カソード側電極４０に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス排出連通孔３０ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。
【００３４】
また、冷却媒体供給連通孔３２ａに供給された冷却媒体は、第２セパレータ１６の冷却媒体流路５０に導入された後、矢印Ｂ方向に沿って流通する。この冷却媒体は、電解質膜・電極構造体１２を冷却した後、冷却媒体排出連通孔３２ｂから排出される。
【００３５】
この場合、第１の実施形態では、図１に示すように、第１接続端子部２６ａにバスバー６０の一端部が固着され、このバスバー６０がエンドプレート２２ａ側から積層体１８の側面１８ａに沿って矢印Ａ方向に延在した後、エンドプレート２２ｂ側で屈曲し、第２接続端子部２６ｂに近接して終端している。
【００３６】
バスバー６０は、第１接続端子部２６ａと一体的に接続端子部を構成しており、この接続端子部が第２接続端子部２６ｂに近接して配置される。このため、バスバー６０の終端部６０ａに接続される第１電線６２と、第２接続端子部２６ｂに接続される第２電線６４とは、互いに接触乃至近接した状態、例えば、撚り線を構成した状態で取り出されてシステム側端子６６に接続されている。
【００３７】
このように、第１および第２電線６２、６４が、互いに接触乃至近接した状態で取り出されるため、前記第１および第２電線６２、６４によりループが形成されることはない。従って、インダクタンスを可及的に低減することができ、燃料電池スタック１０全体として所望の発電性能を良好に維持することが可能になるという効果が得られる。
【００３８】
特に、燃料電池スタック１０を図示しない車両に搭載する際には、実車運転時の電流変動に起因して電圧が発生することを阻止することができる。これにより、例えば、電解質膜・電極構造体１２に電圧による悪影響が及ぶことがなく、燃料電池スタック１０全体として良好な発電性能を確保することが可能になる。しかも、第１接続端子部２６ａに接続端子部として断面略コ字状のバスバー６０を固着するだけでよく、構成が簡素化されて、経済的であるという利点がある。
【００３９】
さらに、バスバー６０は、積層体１８の側面１８ａに接触乃至近接した状態で（第１の実施形態では、図１に示す距離Ｈの範囲内だけ離間した状態で）、前記側面１８ａに沿って矢印Ａ方向（積層方向）に延在している。このため、第１接続端子部２６ａおよびバスバー６０によりループが形成されることがなく、インダクタンスを可及的かつ確実に低減することが可能になる。
【００４０】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池スタック８０の概略全体構成説明図である。なお、第１の実施形態に係る燃料電池スタック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７の実施形態においても同様に、その詳細な説明は省略する。
【００４１】
この第２の実施形態では、燃料電池スタック８０の積層方向両端から外方に突出する第１および第２接続端子部２６ａ、２６ｂに、第１および第２バスバー８２ａ、８２ｂの一端部が固着される。第１および第２バスバー８２ａ、８２ｂは、エンドプレート２２ａ、２２ｂの面方向（矢印Ｃ方向）に沿って延在した後、前記エンドプレート２２ａ、２２ｂの端部で略９０°屈曲し、さらに互いに近接する方向（矢印Ａ方向）に向かって延在する。
【００４２】
第１および第２バスバー８２ａ、８２ｂの終端部８４ａ、８４ｂは、互いに可及的に近接して配置されており、前記終端部８４ａ、８４ｂに第１および第２電線６２、６４が接続される。第１および第２バスバー８２ａ、８２ｂは、積層体１８の側面１８ａとの間に所定の距離Ｈの範囲内を維持して配設されている。
【００４３】
このように構成される第２の実施形態では、第１および第２バスバー８２ａ、８２ｂが第１および第２接続端子部２６ａ、２６ｂに接続されて、それぞれ接続端子部を構成しており、各接続端子部の終端部８４ａ、８４ｂが互いに近接して配置されている。従って、第１および第２電線６２、６４は、互いに接触乃至近接した状態で取り出され、前記第１および第２電線６２、６４によりループが形成されることがない。これにより、第２の実施形態では、インダクタンスを可及的に低減し得る等、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００４４】
図４は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池スタック９０ａ、９０ｂの概略全体構成説明図である。
【００４５】
この第３の実施形態では、２組の燃料電池スタック９０ａ、９０ｂが用いられており、燃料電池スタック９０ａの第１接続端子部２６ａと、燃料電池スタック９０ｂの第２接続端子部２６ｂとが、中間バスバー９２を介して電気的に接続される。
【００４６】
燃料電池スタック９０ｂの第１接続端子部２６ａには、バスバー９４の一端部が接続されており、このバスバー９４は、互いに配設されている燃料電池スタック９０ａ、９０ｂのエンドプレート２２ａに沿って矢印Ｃ方向に延在する。
【００４７】
バスバー９４は、燃料電池スタック９０ａのエンドプレート２２ａの端部近傍で略９０°屈曲され、この燃料電池スタック９０ａを構成する積層体１８の側面１８ａに接触乃至近接した状態で、前記側面１８ａに沿って延在する。バスバー９４は、燃料電池スタック９０ａのエンドプレート２２ｂの端部近傍で終端する。
【００４８】
バスバー９４の終端部９４ａと、燃料電池スタック９０ａの第２接続端子部２６ｂとは互いに近接しており、前記終端部９４ａおよび前記第２接続端子部２６ｂに第１電線６２および第２電線６４が接続される。
【００４９】
このように構成される第３の実施形態では、燃料電池スタック９０ａ、９０ｂが中間バスバー９２を介して直列的に接続されるとともに、前記燃料電池スタック９０ａの第２接続端子部２６ｂと、前記燃料電池スタック９０ｂの第１接続端子部２６ａに連結された接続端子部としてのバスバー９４の終端部９４ａとが、互いに近接して配置される。
【００５０】
従って、終端部９４ａおよび第２接続端子部２６ｂに接続される第１および第２電線６２、６４は、互いに接触乃至近接した状態で取り出されるため、第３の実施形態では、インダクタンスを可及的に低減し得る等、第１および第２の実施形態と同様の効果が得られる。
【００５１】
図５は、本発明の第４の実施形態に係る燃料電池スタック１００ａ、１００ｂの概略全体構成説明図である。
【００５２】
燃料電池スタック１００ａ、１００ｂは、互いに対称構造に設定されており、矢印Ａ方向に平行に配置されるとともに、それぞれのエンドプレート２２ａ、２２ｂ同士が互いに近接している。燃料電池スタック１００ａの第１接続端子部２６ａと、燃料電池スタック１００ｂの第２接続端子部２６ｂとは、中間バスバー１０２を介して電気的に接続されている。燃料電池スタック１００ａ、１００ｂの同一側には、第２接続端子部２６ｂと第１接続端子部２６ａとが互いに近接して配置される。
【００５３】
燃料電池スタック１００ｂの第１接続端子部２６ａと、燃料電池スタック１００ａの第２接続端子部２６ｂとに、第１および第２電線６２、６４の一端部が接続される。第１および第２電線６２、６４は、互いに近接した状態で取り出されて、それぞれの他端部がシステム側端子６６に接続される。
【００５４】
これにより、第４の実施形態では、燃料電池スタック１００ａ、１００ｂの第２接続端子部２６ｂと第１接続端子部２６ａとが、互いに近接して配置されており、これらに接続される第２電線６４および第１電線６２を介してループが形成されることはなく、第１乃至第３の実施形態と同様の効果が得られる。
【００５５】
図６は、本発明の第５の実施形態に係る燃料電池スタック１１０ａ、１１０ｂおよび１１０ｃの概略全体構成説明図である。
【００５６】
燃料電池スタック１１０ａ、１１０ｂおよび１１０ｃは、互いに対称構造に設定されるとともに、矢印Ａ方向に平行して配置される。燃料電池スタック１１０ａの第１接続端子部２６ａと、燃料電池スタック１１０ｂの第２接続端子部２６ｂとは、第１中間バスバー１１２ａを介して接続される。燃料電池スタック１１０ｂの第１接続端子部２６ａと、燃料電池スタック１１０ｃの第２接続端子部２６ｂとは、第２中間バスバー１１２ｂを介して接続される。
【００５７】
燃料電池スタック１１０ｃの第１接続端子部２６ａにバスバー１１４の一端部が接続される。バスバー１１４は、燃料電池スタック１１０ｂのエンドプレート２２ｂおよび燃料電池スタック１１０ａのエンドプレート２２ａに沿って矢印Ｃ方向に延在した後、このエンドプレート２２ａの端部近傍で略９０°屈曲する。バスバー１１４は、燃料電池スタック１１０ａの積層体１８の側面１８ａに接触乃至近接した状態で、前記側面１８ａに沿って矢印Ａ方向に延在する。
【００５８】
バスバー１１４の終端部１１４ａは、燃料電池スタック１１０ａのエンドプレート２２ｂ側で第２接続端子部２６ｂに近接して配置されている。この終端部１１４ａと第２接続端子部２６ｂとに、第１電線６２と第２電線６４とが接続される。
【００５９】
これにより、第５の実施形態では、実質的に第１接続端子部２６ａを構成するバスバー１１４の終端部１１４ａと燃料電池スタック１１０ａの第２接続端子部２６ｂとが互いに近接して配置され、これらに接続される第１および第２電線６２、６４を介してループが形成されることはない。従って、第５の実施形態では、第１乃至第４の実施形態と同様の効果が得られる。
【００６０】
図７は、本発明の第６の実施形態に係る燃料電池スタック１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃおよび１２０ｄの概略全体構成説明図である。
【００６１】
燃料電池スタック１２０ａ、１２０ｂは、矢印Ａ方向に直列に配置されるとともに、燃料電池スタック１２０ｃ、１２０ｄは、前記燃料電池スタック１２０ａ、１２０ｂと対称に構成される。燃料電池スタック１２０ａ、１２０ｂと燃料電池スタック１２０ｃ、１２０ｄとは、矢印Ａ方向に平行に配置される。
【００６２】
燃料電池スタック１２０ａの第１接続端子部２６ａと、燃料電池スタック１２０ｂの第２接続端子部２６ｂとが連結されるとともに、前記燃料電池スタック１２０ｂの第１接続端子部２６ａと、燃料電池スタック１２０ｃの第２接続端子部２６ｂとは、中間バスバー１２２を介して接続される。
【００６３】
燃料電池スタック１２０ｃの第１接続端子部２６ａと、燃料電池スタック１２０ｄの第２接続端子部２６ｂとが連結されるとともに、前記燃料電池スタック１２０ｄの第１接続端子部２６ａは、燃料電池スタック１２０ａの第２接続端子部２６ｂと互いに近接して配置される。燃料電池スタック１２０ｄの第１接続端子部２６ａに第１電線６２が接続される一方、燃料電池スタック１２０ａの第２接続端子部２６ｂに第２電線６４が接続される。
【００６４】
このように構成される第６の実施形態では、４組の燃料電池スタック１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃおよび１２０ｄが接続されるとともに、第１および第２電線６２、６４同士が、互いに接触乃至近接した状態で取り出される。
【００６５】
これにより、４組の燃料電池スタック１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃおよび１２０ｄを備えた第６の実施形態では、大出力化を図ることができる他、第１および第２電線６２、６４によってループが形成されることがなく、インダクタンスを可及的に低減することが可能になる等、第１乃至第５の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
図８は、本発明の第７の実施形態に係る燃料電池スタック１３０の概略全体構成説明図である。
【００６７】
この燃料電池スタック１３０を構成する正極側電力端子１３２ａおよび負極側電力端子１３２ｂは、矢印Ｃ方向に突出して第１接続端子部１３４ａと第２接続端子部１３４ｂとを備えている。
【００６８】
第１接続端子部１３４ａにバスバー１３６の一端部が固着されるとともに、このバスバー１３６は、積層体１８の側面１８ａに接触乃至近接し、この側面１８ａに沿って矢印Ａ方向に延在して第２接続端子部１３４ｂの近傍で終端する。バスバー１３６の終端部１３６ａに第１電線６２が接続される一方、第２接続端子部１３４ｂに第２電線６４が接続される。第１および第２電線６２、６４は、互いに撚り線を構成して取り出され、システム側端子６６に接続される。
【００６９】
このように構成される第７の実施形態では、積層体１８の両端側から矢印Ｃ方向に第１および第２接続端子部１３４ａ、１３４ｂが突出している。そして、この第１接続端子部１３４ａに一体的にバスバー１３６が接続されることにより、実質的に前記第１接続端子部１３４ａを構成する終端部１３６ａが、第２接続端子部１３４ｂに近接して配置される。これにより、第７の実施形態では、第１および第２の実施形態と同様の効果が得られる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明に係る燃料電池スタックでは、一対の電力端子に設けられた第１および第２接続端子部に第１および第２電線が接続されるとともに、前記第１および第２電線が互いに接触乃至近接した状態で取り出される。このため、第１および第２電線によりループが形成されることがなく、インダクタンスを可及的に低減することができ、所望の発電性能を良好に維持することが可能になる。特に、燃料電池スタックを車載用として使用する際、実車運転時の電流変動に起因して電圧が発生することを阻止し、簡単な構成で、良好な発電性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池スタックの概略全体構成説明図である。
【図２】前記燃料電池スタックの要部分解斜視説明図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池スタックの概略全体構成説明図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池スタックの概略全体構成説明図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係る燃料電池スタックの概略全体構成説明図である。
【図６】本発明の第５の実施形態に係る燃料電池スタックの概略全体構成説明図である。
【図７】本発明の第６の実施形態に係る燃料電池スタックの概略全体構成説明図である。
【図８】本発明の第７の実施形態に係る燃料電池スタックの概略全体構成説明図である。
【図９】従来技術に係る燃料電池スタックの概略全体構成説明図である。
【図１０】従来技術に係る別の燃料電池スタックの概略構成全体説明図である。
【符号の説明】
１０、８０、９０ａ、９０ｂ、１００ａ、１００ｂ、１１０ａ〜１１０ｃ、１２０ａ〜１２０ｄ、１３０…燃料電池スタック
１２…電解質膜・電極構造体　　　　１４、１６…セパレータ
１８…積層体
２０ａ、２０ｂ、１３２ａ、１３２ｂ…電力端子
２２ａ、２２ｂ…エンドプレート　　２４ａ、２４ｂ…絶縁プレート
２６ａ、２６ｂ、１３４ａ、１３４ｂ…接続端子部
３６…固体高分子電解質膜　　　　　３８…アノード側電極
４０…カソード側電極
６０、８２ａ、８２ｂ、９４、１１４、１３６…バスバー
６０ａ、８４ａ、８４ｂ、９４ａ、１１４ａ、１３６ａ…終端部
６２、６４…電線　　　　　　　　　６６…システム側端子
９２、１０２、１１２ａ、１１２ｂ、１２２…中間バスバー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a fuel in which an electrolyte / electrode structure in which electrodes are provided on both sides of an electrolyte includes a laminate in which a plurality of laminates are provided with a separator interposed therebetween, and a pair of power terminals are provided on both sides of the laminate. Related to a battery stack.
[0002]
[Prior art]
For example, a polymer electrolyte fuel cell has an electrolyte (electrolyte membrane) / electrode structure in which an anode electrode and a cathode electrode are provided on both sides of an electrolyte membrane composed of a polymer ion exchange membrane (cation exchange membrane). Is sandwiched between separators.
[0003]
In this fuel cell, a fuel gas supplied to the anode electrode, for example, a gas mainly containing hydrogen (hereinafter, also referred to as a hydrogen-containing gas) is obtained by ionizing hydrogen on the electrode catalyst and passing through the electrolyte to the cathode side. Move to the electrode side. 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, a gas mainly containing oxygen or air (hereinafter also referred to as an oxygen-containing gas) is supplied to the cathode side electrode, hydrogen ions, electrons, And oxygen react to produce water.
[0004]
Incidentally, this type of fuel cell is generally used as a fuel cell stack by laminating a predetermined number of electrolyte / electrode structures and separators. For example, as shown in FIG. 9, the fuel cell stack 1 includes a fuel cell (unit cell) 4 including an electrolyte / electrode structure 2 and a pair of separators 3. The layers are stacked in the A direction, and end plates 5a and 5b are provided at both ends in the stacking direction.
[0005]
The positive terminal 6a and the negative terminal 6b extend outward from the end plates 5a and 5b, respectively, in the stacking direction. One ends of load wires (electric wires) 7a and 7b are connected to the positive terminal 6a and the negative terminal 6b, and the other ends of the load wires 7a and 7b are connected to the system terminal 8.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the fuel cell stack 1, when each fuel cell 4 is operated and a current flows through the load wires 7a and 7b, a magnetic field is generated around the load wires 7a and 7b. At this time, as shown in FIG. 9, since the load wirings 7a and 7b form a loop, an inductance (L) component is generated in the load circuit.
[0007]
In particular, when the fuel cell stack 1 is mounted on a vehicle, electromotive force (Ldi / dt) is generated at both ends of the fuel cell stack 1 due to current fluctuation (di / dt) during operation. For this reason, a problem has been pointed out that a voltage acts on each fuel cell 4 to adversely affect the fuel cell 4.
[0008]
When two sets of fuel cell stacks 1a and 1b are provided as shown in FIG. 10 in order to obtain a high output, the negative electrode terminal 6b of one fuel cell stack 1a and the other fuel cell stack 1b And the positive terminal 6a is connected by a connection wire 9. Load wires 7a and 7b are connected to the positive terminal 6a of the fuel cell stack 1a and the negative terminal 6b of the fuel cell stack 1b, respectively.
[0009]
In such a configuration, similarly to the fuel cell stack 1 described above, since the load wires 7a and 7b form a loop, an inductance (L) component is generated in the load circuit. As a result, there is a problem that an electromotive force (Ldi / dt) is generated in the fuel cell stacks 1a and 1b via the loop-shaped load wires 7a and 7b.
[0010]
The present invention solves this kind of problem, and provides a fuel cell stack that has a simple configuration, can reduce inductance as much as possible, and can maintain desired power generation performance satisfactorily. The purpose is to:
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In the fuel cell stack according to claim 1 of the present invention, an electrolyte / electrode structure provided with electrodes on both sides of the electrolyte is provided with a plurality of stacked bodies with a separator interposed therebetween, and on both sides of the stacked body. A pair of positive and negative power terminals for extracting power is provided. The pair of power terminals are provided with first and second connection terminal portions, and the first and second connection terminal portions are arranged close to each other. First and second electric wires are connected to the first and second connection terminal portions, and the first and second electric wires are taken out in a state of being in contact with or close to each other.
[0012]
Thus, since the first and second electric wires are taken out in a state of being in contact with or close to each other, no loop is formed by the first and second electric wires. Therefore, inductance can be reduced as much as possible, and desired power generation performance can be maintained satisfactorily. In particular, when the fuel cell stack is used for a vehicle, it is possible to prevent a voltage from being generated due to a current fluctuation during actual vehicle operation, and to secure good power generation performance with a simple configuration.
[0013]
Further, in the fuel cell stack according to claim 2 of the present invention, the first and / or the second connection terminal portion extends along the side surface of the stacked body in a state of being in contact with or close to the side surface. Therefore, the first and / or second connection terminal portions themselves do not form a loop, and the inductance can be reduced as much as possible with a simple configuration. In addition, the first and second connection terminal portions refer to a concept including a conductor fixed to the power terminal, for example, a bus bar, in addition to a configuration provided integrally with the power terminal.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic overall configuration explanatory view of a fuel cell stack 10 according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of a main part of the fuel cell stack 10.
[0015]
The fuel cell stack 10 includes a laminate 18 in which a plurality of electrolyte membranes (electrolyte) / electrode structures 12 are laminated with first and second separators 14 and 16 interposed therebetween. At both ends of the laminate 18 in the laminating direction (the direction of the arrow A), a positive power terminal 20a and a negative power terminal 20b, and end plates 22a and 22b are disposed with insulating plates 24a and 24b interposed therebetween.
[0016]
At the center of the positive power terminal 20a and the negative power terminal 20b, columnar first and second connection terminal portions 26a and 26b are formed to protrude on both sides in the stacking direction. The first and second connection terminal portions 26a, 26b are inserted into cylindrical portions 28a, 28b that protrude in the stacking direction from the central portions of the insulating plates 24a, 24b.
[0017]
As shown in FIG. 2, a gasket is provided between the electrolyte membrane / electrode structure 12 and the first and second separators 14 and 16 so as to cover the periphery of a communication hole described later and the outer periphery of an electrode surface (power generation surface). And the like are interposed.
[0018]
One end edges of the electrolyte membrane / electrode structure 12 and the first and second separators 14 and 16 in the direction of arrow B (horizontal direction in FIG. 2) communicate with each other in the direction of arrow A, which is a laminating direction, to oxidize. Oxidizing gas supply communication hole 30a for supplying an agent gas such as an oxygen-containing gas, cooling medium discharge communication hole 32b for discharging a cooling medium, and fuel for discharging a fuel gas such as a hydrogen-containing gas. The gas discharge communication holes 34b are arranged in the direction of arrow C (vertical direction).
[0019]
Fuel gas supply passages for supplying fuel gas are provided at the other end edges of the electrolyte membrane / electrode structure 12 and the first and second separators 14 and 16 in the direction of arrow B to communicate with each other in the direction of arrow A. 34a, a cooling medium supply communication hole 32a for supplying a cooling medium, and an oxidizing gas discharge communication hole 30b for discharging an oxidizing gas are provided in an arrow C direction.
[0020]
The electrolyte membrane / electrode structure 12 includes, for example, a solid polymer electrolyte membrane 36 in which a perfluorosulfonic acid thin film is impregnated with water, an anode electrode 38 and a cathode electrode sandwiching the solid polymer electrolyte membrane 36. 40.
[0021]
The anode-side electrode 38 and the cathode-side electrode 40 are made of a gas diffusion layer made of a porous carbon member, for example, carbon paper, and porous carbon particles having a platinum alloy supported on the surface are uniformly formed on the surface of the gas diffusion layer. And an electrode catalyst layer coated on the substrate. The electrode catalyst layers are joined to both surfaces of the solid polymer electrolyte membrane 36 so as to face each other with the solid polymer electrolyte membrane 36 interposed therebetween.
[0022]
An opening 45 is formed in the center of the seal member 29 so as to correspond to the anode 38 and the cathode 40. Instead of the seal member 29, a seal may be provided on the first and second separators 14, 16 by baking or the like.
[0023]
On the surface 14a of the first separator 14 on the side of the electrolyte membrane / electrode structure 12, for example, an oxidizing gas flow path 46 including a plurality of grooves extending in the direction of arrow B is provided. The passage 46 communicates with the oxidizing gas supply communication hole 30a and the oxidizing gas discharge communication hole 30b.
[0024]
A fuel gas channel 48 communicating with the fuel gas supply passage 34a and the fuel gas discharge passage 34b is formed on the surface 16a of the second separator 16 on the side of the electrolyte membrane / electrode structure 12. The fuel gas passage 48 has a plurality of grooves extending in the direction of arrow B. On the surface 16b of the second separator 16, a cooling medium passage 50 communicating with the cooling medium supply communication hole 32a and the cooling medium discharge communication hole 32b is formed. The cooling medium flow path 50 has a plurality of grooves extending in the direction of arrow B.
[0025]
As shown in FIG. 1, one end of a bus bar 60 is fixed to the first connection terminal 26a. The bus bar 60 extends in a direction indicated by an arrow C from a position where the bus bar 60 is connected to the first connection terminal portion 26a. The bus bar 60 is bent substantially 90 ° at an end of the end plate 22a and extends in a direction indicated by an arrow A along the stacked body 18. . The bus bar 60 projects toward the end plate 22b and is bent by approximately 90 °, then extends in the direction of arrow C and terminates at a position close to the second connection terminal portion 26b.
[0026]
In the first embodiment, the bus bar 60 is separated from the side surface 18a of the laminate 18 within a range of a predetermined distance H (for example, 20 mm to 60 mm) in a state of being in contact with or close to the side surface 18a of the laminate 18. In a state, it is arranged. The terminal portion 60a of the bus bar 60 and the second connection terminal portion 26b are as close to each other as possible, and one end of the first electric wire 62 on the positive electrode side is connected to the terminal portion 60a of the bus bar 60, and One end of the second electric wire 64 on the negative electrode side is connected to the second connection terminal 26b.
[0027]
The first and second electric wires 62 and 64 are twisted with each other to form a stranded wire, and the other end is connected to the system-side terminal 66. The surface of the bus bar 60 has been subjected to insulation treatment with an insulating film or the like except for a portion connected to the first connection terminal portion 26a and the first electric wire 62. Note that the first and second electric wires 62 and 64 may be taken out from the terminal end portion 60a of the bus bar 60 and the second connection terminal portion 26b and connected to the system-side terminal 66 in a state of being parallel and close to each other.
[0028]
Similarly, the surfaces of the first and second electric wires 62 and 64 are subjected to insulation treatment using an insulating film or the like, except for the terminal 60 a of the bus bar 60 and the portion connected to the second connection terminal 26 b and the system side terminal 66. Have been.
[0029]
The operation of the fuel cell stack 10 configured as described above will be described below.
[0030]
First, as shown in FIG. 2, a fuel gas such as a hydrogen-containing gas is supplied to the fuel gas supply passage 34a, and an oxidant gas such as an oxygen-containing gas is supplied to the oxidant gas supply passage 30a. Further, a cooling medium such as pure water, ethylene glycol, or oil is supplied to the cooling medium supply communication hole 32a.
[0031]
For this reason, the oxidizing gas is introduced from the oxidizing gas supply passage 30 a into the oxidizing gas flow channel 46 of the first separator 14 and moves along the cathode electrode 40 constituting the electrolyte membrane / electrode structure 12. . On the other hand, the fuel gas is introduced into the fuel gas passage 48 of the second separator 16 from the fuel gas supply passage 34a, and moves along the anode 38 that forms the electrolyte membrane / electrode structure 12.
[0032]
Therefore, in each electrolyte membrane / electrode structure 12, the oxidizing gas supplied to the cathode 40 and the fuel gas supplied to the anode 38 are consumed by the electrochemical reaction in the electrode catalyst layer, Power generation is performed.
[0033]
Next, the fuel gas supplied to the anode 38 and consumed is discharged in the direction of arrow A along the fuel gas discharge communication hole 34b. Similarly, the oxidant gas supplied to and consumed by the cathode electrode 40 is discharged in the direction of arrow A along the oxidant gas discharge communication hole 30b.
[0034]
The cooling medium supplied to the cooling medium supply communication hole 32a flows into the cooling medium flow path 50 of the second separator 16 and then flows in the direction of arrow B. This cooling medium is discharged from the cooling medium discharge communication hole 32b after cooling the electrolyte membrane / electrode structure 12.
[0035]
In this case, in the first embodiment, as shown in FIG. 1, one end of the bus bar 60 is fixed to the first connection terminal portion 26a, and the bus bar 60 extends along the side surface 18a of the stacked body 18 from the end plate 22a side. After extending in the direction of arrow A, it is bent on the end plate 22b side and terminates close to the second connection terminal portion 26b.
[0036]
The bus bar 60 constitutes a connection terminal unit integrally with the first connection terminal unit 26a, and the connection terminal unit is arranged close to the second connection terminal unit 26b. Therefore, the first electric wire 62 connected to the terminal portion 60a of the bus bar 60 and the second electric wire 64 connected to the second connection terminal portion 26b are in a state of being in contact with or close to each other, for example, a stranded wire. It is taken out in a state and connected to the system side terminal 66.
[0037]
As described above, since the first and second electric wires 62 and 64 are taken out in a state of being in contact with or close to each other, no loop is formed by the first and second electric wires 62 and 64. Therefore, the effect that the inductance can be reduced as much as possible and the desired power generation performance of the entire fuel cell stack 10 can be favorably maintained can be obtained.
[0038]
In particular, when the fuel cell stack 10 is mounted on a vehicle (not shown), it is possible to prevent a voltage from being generated due to a current fluctuation during actual vehicle operation. Thus, for example, the electrolyte membrane / electrode structure 12 is not adversely affected by the voltage, and it is possible to ensure good power generation performance of the fuel cell stack 10 as a whole. In addition, it is only necessary to fix the bus bar 60 having a substantially U-shaped cross section as a connection terminal portion to the first connection terminal portion 26a, and there is an advantage that the configuration is simplified and economical.
[0039]
Further, the bus bar 60 is in contact with or close to the side surface 18a of the stacked body 18 (in the first embodiment, in a state where the bus bar 60 is separated by a distance H shown in FIG. 1) along the side surface 18a. It extends in the direction A (stacking direction). For this reason, a loop is not formed by the first connection terminal portion 26a and the bus bar 60, and the inductance can be reduced as much and reliably as possible.
[0040]
FIG. 3 is a schematic overall configuration explanatory view of a fuel cell stack 80 according to a second embodiment of the present invention. The same components as those of the fuel cell stack 10 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. Similarly, detailed descriptions of the third to seventh embodiments described below are omitted.
[0041]
In the second embodiment, one end portions of the first and second bus bars 82a and 82b are fixed to the first and second connection terminal portions 26a and 26b that protrude outward from both ends in the stacking direction of the fuel cell stack 80. You. The first and second busbars 82a and 82b extend in the plane direction of the end plates 22a and 22b (the direction of arrow C), and then bend at substantially 90 degrees at the ends of the end plates 22a and 22b, and furthermore, It extends toward the approaching direction (the direction of arrow A).
[0042]
The terminal portions 84a, 84b of the first and second bus bars 82a, 82b are arranged as close as possible to each other, and the first and second electric wires 62, 64 are connected to the terminal portions 84a, 84b. . The first and second busbars 82a and 82b are arranged so as to maintain a predetermined distance H between the first and second busbars 82a and 82b.
[0043]
In the second embodiment configured as described above, the first and second bus bars 82a and 82b are connected to the first and second connection terminal portions 26a and 26b, respectively, to form connection terminal portions. Termination portions 84a and 84b of the connection terminal portion are arranged close to each other. Therefore, the first and second electric wires 62 and 64 are taken out in a state of being in contact with or close to each other, and a loop is not formed by the first and second electric wires 62 and 64. Thereby, in the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, such as the inductance can be reduced as much as possible.
[0044]
FIG. 4 is a schematic overall configuration explanatory view of the fuel cell stacks 90a and 90b according to the third embodiment of the present invention.
[0045]
In the third embodiment, two fuel cell stacks 90a and 90b are used, and the first connection terminal 26a of the fuel cell stack 90a and the second connection terminal 26b of the fuel cell stack 90b are: It is electrically connected via the intermediate bus bar 92.
[0046]
One end of a bus bar 94 is connected to the first connection terminal portion 26a of the fuel cell stack 90b. The bus bar 94 is connected to the end plates 22a of the fuel cell stacks 90a and 90b provided by arrows along an end plate 22a. It extends in the C direction.
[0047]
The bus bar 94 is bent by approximately 90 ° near the end of the end plate 22a of the fuel cell stack 90a, and is in contact with or close to the side surface 18a of the stacked body 18 constituting the fuel cell stack 90a. Extend. The bus bar 94 terminates near the end of the end plate 22b of the fuel cell stack 90a.
[0048]
The terminal end 94a of the bus bar 94 and the second connection terminal 26b of the fuel cell stack 90a are close to each other, and the first electric wire 62 and the second electric wire 64 are connected to the terminal 94a and the second connection terminal 26b. Connected.
[0049]
In the third embodiment configured as above, the fuel cell stacks 90a and 90b are connected in series via the intermediate bus bar 92, and the second connection terminal 26b of the fuel cell stack 90a and the fuel The terminal portion 94a of the bus bar 94 as a connection terminal connected to the first connection terminal 26a of the battery stack 90b is arranged close to each other.
[0050]
Accordingly, the first and second electric wires 62 and 64 connected to the terminating portion 94a and the second connection terminal portion 26b are taken out in a state of being in contact with or in close proximity to each other. Therefore, in the third embodiment, the inductance is reduced as much as possible. The same effects as those of the first and second embodiments can be obtained, such as a reduction in
[0051]
FIG. 5 is a schematic explanatory diagram of the overall configuration of the fuel cell stacks 100a and 100b according to the fourth embodiment of the present invention.
[0052]
The fuel cell stacks 100a and 100b are set to have a symmetrical structure, are arranged in parallel in the direction of arrow A, and have their respective end plates 22a and 22b close to each other. The first connection terminal 26a of the fuel cell stack 100a and the second connection terminal 26b of the fuel cell stack 100b are electrically connected via an intermediate bus bar 102. On the same side of the fuel cell stacks 100a and 100b, a second connection terminal 26b and a first connection terminal 26a are arranged close to each other.
[0053]
One ends of the first and second electric wires 62 and 64 are connected to the first connection terminal 26a of the fuel cell stack 100b and the second connection terminal 26b of the fuel cell stack 100a. The first and second electric wires 62 and 64 are taken out in a state of being close to each other, and the other ends thereof are connected to the system-side terminals 66.
[0054]
Thus, in the fourth embodiment, the second connection terminal portions 26b and the first connection terminal portions 26a of the fuel cell stacks 100a and 100b are arranged close to each other, and the second electric wire connected thereto is provided. No loop is formed via the first wire 64 and the first electric wire 62, and the same effects as in the first to third embodiments can be obtained.
[0055]
FIG. 6 is a schematic overall configuration explanatory view of the fuel cell stacks 110a, 110b, and 110c according to the fifth embodiment of the present invention.
[0056]
The fuel cell stacks 110a, 110b, and 110c are set to have a symmetrical structure with each other, and are arranged in parallel with the arrow A direction. The first connection terminal 26a of the fuel cell stack 110a and the second connection terminal 26b of the fuel cell stack 110b are connected via a first intermediate bus bar 112a. The first connection terminal 26a of the fuel cell stack 110b and the second connection terminal 26b of the fuel cell stack 110c are connected via a second intermediate bus bar 112b.
[0057]
One end of the bus bar 114 is connected to the first connection terminal 26a of the fuel cell stack 110c. The bus bar 114 extends in the direction of arrow C along the end plate 22b of the fuel cell stack 110b and the end plate 22a of the fuel cell stack 110a, and then bends substantially 90 ° near the end of the end plate 22a. The bus bar 114 extends in the direction of arrow A along the side surface 18a in a state of being in contact with or close to the side surface 18a of the stack 18 of the fuel cell stack 110a.
[0058]
The end portion 114a of the bus bar 114 is disposed close to the second connection terminal portion 26b on the end plate 22b side of the fuel cell stack 110a. The first electric wire 62 and the second electric wire 64 are connected to the terminal part 114a and the second connection terminal part 26b.
[0059]
Thus, in the fifth embodiment, the terminal end portion 114a of the bus bar 114 and the second connection terminal portion 26b of the fuel cell stack 110a substantially constituting the first connection terminal portion 26a are arranged close to each other. No loop is formed via the first and second electric wires 62 and 64 connected to the first and second electric wires. Therefore, in the fifth embodiment, the same effects as in the first to fourth embodiments can be obtained.
[0060]
FIG. 7 is a schematic overall configuration explanatory view of the fuel cell stacks 120a, 120b, 120c, and 120d according to the sixth embodiment of the present invention.
[0061]
The fuel cell stacks 120a and 120b are arranged in series in the direction of arrow A, and the fuel cell stacks 120c and 120d are configured symmetrically with the fuel cell stacks 120a and 120b. The fuel cell stacks 120a and 120b and the fuel cell stacks 120c and 120d are arranged in parallel in the direction of arrow A.
[0062]
The first connection terminal 26a of the fuel cell stack 120a is connected to the second connection terminal 26b of the fuel cell stack 120b, and the first connection terminal 26a of the fuel cell stack 120b is connected to the first connection terminal 26a of the fuel cell stack 120c. The second connection terminal 26b is connected via the intermediate bus bar 122.
[0063]
The first connection terminal 26a of the fuel cell stack 120c is connected to the second connection terminal 26b of the fuel cell stack 120d, and the first connection terminal 26a of the fuel cell stack 120d is connected to the fuel cell stack 120a. The second connection terminal portion 26b and the second connection terminal portion 26b are arranged close to each other. The first electric wire 62 is connected to the first connection terminal 26a of the fuel cell stack 120d, while the second electric wire 64 is connected to the second connection terminal 26b of the fuel cell stack 120a.
[0064]
In the sixth embodiment configured as described above, four sets of fuel cell stacks 120a, 120b, 120c, and 120d are connected, and the first and second electric wires 62 and 64 are in contact with or close to each other. It is taken out by.
[0065]
Thus, in the sixth embodiment including the four fuel cell stacks 120a, 120b, 120c, and 120d, the output can be increased, and a loop is formed by the first and second electric wires 62 and 64. Therefore, the same effect as in the first to fifth embodiments can be obtained, for example, the inductance can be reduced as much as possible.
[0066]
FIG. 8 is a schematic overall configuration explanatory view of a fuel cell stack 130 according to the seventh embodiment of the present invention.
[0067]
The positive power terminal 132a and the negative power terminal 132b of the fuel cell stack 130 have a first connection terminal portion 134a and a second connection terminal portion 134b protruding in the direction of arrow C.
[0068]
One end of the bus bar 136 is fixed to the first connection terminal portion 134a, and the bus bar 136 is in contact with or close to the side surface 18a of the stacked body 18, extends along the side surface 18a in the direction of arrow A, and Terminate near the two connection terminals 134b. The first electric wire 62 is connected to the terminal portion 136a of the bus bar 136, and the second electric wire 64 is connected to the second connection terminal portion 134b. The first and second electric wires 62 and 64 form a stranded wire, are taken out, and connected to the system-side terminal 66.
[0069]
In the seventh embodiment configured as described above, the first and second connection terminal portions 134a and 134b protrude in the direction of arrow C from both ends of the stacked body 18. Then, the bus bar 136 is integrally connected to the first connection terminal portion 134a, so that the terminal portion 136a constituting the first connection terminal portion 134a substantially comes close to the second connection terminal portion 134b. Be placed. Thereby, in the seventh embodiment, the same effects as in the first and second embodiments can be obtained.
[0070]
【The invention's effect】
In the fuel cell stack according to the present invention, the first and second wires are connected to the first and second connection terminals provided on the pair of power terminals, and the first and second wires are in contact with or in proximity to each other. It is taken out in a state where it was done. Therefore, a loop is not formed by the first and second electric wires, the inductance can be reduced as much as possible, and desired power generation performance can be maintained satisfactorily. In particular, when the fuel cell stack is used for a vehicle, it is possible to prevent a voltage from being generated due to a current fluctuation during actual vehicle operation, and to secure good power generation performance with a simple configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic overall configuration explanatory view of a fuel cell stack according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of a main part of the fuel cell stack.
FIG. 3 is a schematic overall configuration explanatory view of a fuel cell stack according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic overall configuration explanatory view of a fuel cell stack according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic overall configuration explanatory view of a fuel cell stack according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic overall configuration explanatory view of a fuel cell stack according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic overall configuration explanatory view of a fuel cell stack according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic overall configuration explanatory view of a fuel cell stack according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic overall configuration explanatory view of a fuel cell stack according to a conventional technique.
FIG. 10 is an overall schematic diagram of another fuel cell stack according to the prior art.
[Explanation of symbols]
10, 80, 90a, 90b, 100a, 100b, 110a to 110c, 120a to 120d, 130 ... fuel cell stack 12 ... electrolyte membrane / electrode structure 14, 16 ... separator 18 ... laminates 20a, 20b, 132a, 132b ... Power terminals 22a, 22b end plates 24a, 24b insulating plates 26a, 26b, 134a, 134b connection terminal portions 36 solid polymer electrolyte membrane 38 anode electrodes 40 cathode electrodes 60, 82a, 82b, 94; 114, 136: bus bars 60a, 84a, 84b, 94a, 114a, 136a: terminal portions 62, 64: electric wires 66: system-side terminals 92, 102, 112a, 112b, 122: intermediate bus bars

Claims

An electrolyte / electrode structure in which electrodes are provided on both sides of the electrolyte, respectively, includes a stacked body in which a plurality of stacked layers are provided with a separator interposed therebetween, and a pair of positive and negative power terminals for extracting power on both sides of the stacked body. Is a fuel cell stack provided with
The pair of power terminals are provided with first and second connection terminal portions,
The first and second connection terminal portions are arranged close to each other, and the first and second electric wires connected to the first and second connection terminal portions are taken out in a state of contacting or close to each other. A fuel cell stack characterized by the above-mentioned.

2. The fuel cell according to claim 1, wherein the first and / or second connection terminal portions extend along the side surface of the stack while being in contact with or close to the side surface of the stack. 3. stack.