JP2005166386A - 燃料電池スタックおよびその締付方法 - Google Patents

燃料電池スタックおよびその締付方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 水平方向傾き等が発生した組立状態であってもセル全面の圧力分布を均一とできる燃料電池スタックおよびその締付方法を提供する。
【解決手段】 積層された燃料電池構成用部品4とエンドプレート3、5との間に、厚さ方向寸法および傾斜角度並びに傾斜方向を任意に調整可能な傾き補正手段11を介挿するため、タイロッドボルト6により上下エンドプレート3、5をその平行状態を維持しつつ互いに接近させて仮締めした後に、傾き補正手段11の厚さ方向寸法および傾斜角度並びに傾斜方向を調整するようにした。
【選択図】 図1

Description

本発明は、燃料電池スタックおよびその締付方法に関するものである。
従来から燃料電池構成用部品を積層してスタックに組立後に、セル全面の圧力分布を均一にしてシールを完全にできるよう加圧するセル加圧方法が提案されている(特許文献1参照)。
これは、一方のエンドプレートのセル接触側の内面にセルの外形寸法よりは小さい凹部を設け、この凹部に加圧水を導入して、セルを加圧するようにしている。また、別の実施例では、一方のエンドプレートを上下に2分割し、この2分割のエンドプレート間に液体又は粘状物の封入したバッグを介在して、2分割のエンドプレートと他方のエンドプレートとを締結するようにしている。
特開平9−92323号公報
ところで、積層される燃料電池構成用部品は、形状精度のばらつきを持ち必ずしも均一にはできておらず、複数枚スタッキングすると、部品精度バラツキ、シール接着剤などの厚さバラツキ、組立バラツキにより、水平方向傾き等が発生する。
このような水平方向傾きが発生したスタッキング状態で組上がった燃料電池スタックを締付ける場合には、上記従来例で示すような締付方法では、必ずしもセル全面の圧力分布を均一にできない虞があった。
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、水平方向傾き等が発生した組立状態であってもセル全面の圧力分布を均一とできる燃料電池スタックおよびその締付方法を提供することを目的とする。
本発明は、上下エンドプレート間に複数のセルを構成するよう燃料電池構成用部品が積層され、上下のエンドプレート同士を複数のタイロッドボルトより連結し締付けて構成する燃料電池スタックにおいて、積層された燃料電池構成用部品間若しくは燃料電池構成用部品とエンドプレートとの間に、厚さ方向寸法および傾斜角度並びに傾斜方向を任意に調整可能な傾き補正手段を介挿するようにした。
したがって、本発明では、積層された燃料電池構成用部品間若しくは燃料電池構成用部品とエンドプレートとの間に、厚さ方向寸法および傾斜角度並びに傾斜方向を任意に調整可能な傾き補正手段を介挿するため、タイロッドボルトにより上下エンドプレートをその平行状態を維持しつつ互いに接近させて仮締めした後に、傾き補正手段の厚さ方向寸法および傾斜角度並びに傾斜方向を調整することで、積層された燃料電池構成用部品に均等分布の面圧を加えることができる。
従って、タイロッドボルトのみによる加圧・締付け時に生じるセル面内での応力集中を発生させることがなく、応力集中によるセパレータの割れ、欠け、変形などの破損を防ぐことができる。このため、セパレータの加圧による破損が大幅に低減され、不具合削減によるコスト削減、組立品質向上、組立時間短縮等が図れる。
以下、本発明の燃料電池スタックおよびその締付方法を各実施形態に基づいて説明する。
(第1実施形態)
図1および図2は、本発明を適用した燃料電池スタックおよびその締付方法の第1実施形態を示し、図1は燃料電池スタックの正面図、図2は燃料電池構成用部品を示す断面図、図3は燃料電池スタックの上側エンドプレートの平面図、図4は燃料電池構成用部品の積層状態を示す正面図である。
図1において、本実施形態の燃料電池スタック1は、スタッキング台2等に載置した下側エンドプレート3上に燃料電池構成用部品4を積層し、上側エンドプレート5を上端に積層して、両エンドプレート3、5をタイロッドボルト6により互いに接近する方向に締付けることで、両エンドプレート3、5間の燃料電池構成用部品4同士を所定の面圧により接触させて構成する。図1では、これらの燃料電池構成用部品4の個々の部品を全て図示するものでなく、積層した状態の概要のみを示したものである。
前記燃料電池構成用部品4は、下側エンドプレート3から、インシュレータ4A、ターミナル4B、端側セパレータ4Cと積層し、その上にセル4D(ガス拡散層、高分子膜、ガス拡散層)と中間セパレータ4Eとを交互に所定数のセルが積み上がるまで積層され、その上に端側セパレータ4C、ターミナル4B、インシュレータ4Aとを積層するよう構成している。
図2に示すように、端側セパレータ4Cは、一方の面に導入ガスをガス拡散層に供給するガス流路を備えるように形成され、中間セパレータ4Fは、両側に導入ガスをガス拡散層に供給するガス流路を備えるように形成している。セル4Dは、高分子電解質膜4D1の両側にガス拡散層4D2を配置して形成され、ガス拡散層4D2の周囲の高分子膜4D1上にはシール4D3が全周に亘って貼付け等により一体に設けている。
前記インシュレータは、図示しないが、ゴムや高分子からなる弾性体に形成されて燃料電池スタック1の発電運転に伴う熱膨張および収縮を吸収可能とする。ターミナル4Bは燃料電池スタック1の発電反応による電力を取出す端子である。なお、燃料電池構成用部品4に設けられている各ガスや冷却水のマニホールドは、図示しないが、下側エンドプレート3に開口するよう構成している。
前記上側エンドプレート5は、図1に示すように、積層方向に2分割された平面プレート7およびテーパプレート8と両プレート7、8間に挿入された複数のテーパ状駒9とから構成した傾き補正手段11を備える。図3にも示すように、傾き補正手段11の平面プレート7(二点鎖線で図示されている)は外周に枠部分7Aを備えた平板状であり、テーパプレート8(実線で図示されている)は、中央部が平坦な平面部8Aに形成され、平面部8Aから端部までの間は端部に近づくに連れて板厚を薄くした斜面部8Bに形成している。
前記平面プレート7はタイロッドボルト6が貫通する穴7Bを備え、穴7Bを貫通させてタイロッドボルト6の先端のボルト部6Aを下側エンドプレート3にねじ結合することで、タイロッドボルト6のボルトヘッド6Bがワッシャ等を介して係合させ、テーパ状駒9およびテーパプレート8を燃料電池構成用部品4側に押付けるよう機能する。
前記テーパ状駒9は、そのテーパ部9Aをテーパプレート8の斜面部8Bに接触させ、テーパ部9Aの背面を平面プレート7の平面部7Cに設けた溝7Dに平面プレート7から離脱しないように移動可能に係合されて、両プレート7、8間に配置されている。テーパ状駒9は、平面プレート7の枠部分7Aにねじ係合して貫通する締付けボルト10によりその後退位置が規制されている。従って、締付けボルト10を緩めるとテーパプレート8の斜面部8B上の接触位置を端部側に移して両プレート7、8を接近させ、締付けボルト10を締付けるとテーパプレート8の斜面部8B上の接触位置を中央側の平面部8Aに近づけて両プレート7、8を離反させるよう作用する。
前記テーパ状駒9は、図3に示すように、テーパプレート8の斜面部8Bに夫々2個づつ配置されている。このため、テーパ状駒9の内一方の斜面部8Bにあるテーパ状駒9を同時に前進または後退させることで、両プレート7、8の前進後退させたテーパ状駒9がある側を離反または接近させることができ、平面部8Aを挟んで対向するテーパ状駒9を同時に前進または後退させることにより前進または後退させたテーパ状駒9がある側を離反または接近させることができる。テーパ状駒9と斜面部8Bとは線状に接触、即ち、線接触させて、両プレート7、8同士が平行でない傾斜状態となってもテーパ状駒9と斜面部8Bとの接触状態が安定するようにしている。
以上の構成になる燃料電池スタック1は、全ての燃料電池構成用部品4が積層された状態から、下記の手順で組立てて積層方向に締付けることができる。
先ず、全ての燃料電池構成用部品4が積層された燃料電池スタック1の上に、上側エンドプレート5のテーパプレート8を積層する。積層した段階では、積層された燃料電池構成用部品4の厚さ方向の形状精度のバラツキ、シール接着剤などの厚さバラツキ、組立バラツキが累積して、例えば、図4に示すように、いずれかの側に倒れが生じていたり、上端面が傾斜していたりする場合がある。
次いで、タイロッドボルト6を貫通させた平面プレート7をこれら積層した燃料電池スタック1の上方に位置させ、タイロッドボルト6の先端ねじ部6Aを下側エンドプレート3のねじ穴にねじ込み平面プレート7のテーパ状駒9をテーパプレート8に接触させる。積層状態で倒れや傾斜がなければ、平面プレート7とテーパプレート8とは平面部7C、8A同士で接触するが、積層状態で倒れや傾斜が発生している場合には、倒れや傾斜が発生して正規状態から突出している側のテーパプレート8の斜面部8Bが対向するテーパ状駒9のテーパ部9Aに接触する。
この状態から、夫々のタイロッドボルト6に軸力センサ、例えば、タイロッドボルト6に加わる軸力に応じて生ずるボルト軸部の歪量を検出するストレインゲージ等で形成した複数の軸力センサよりの出力値の最も高い出力値が予め設定した仮止め設定値に達するまで、全てのタイロッドボルト6を均等なストロークで締付けてゆく。
この過程において、積層状態で倒れや傾斜が発生して正規状態から突出している側のテーパプレート8の斜面部8Bが対向するテーパ状駒9のテーパ部9Aに接触した燃料電池スタック1の燃料電池構成用部品4は、斜面同士の接触により、図4に示すように、その倒れを戻すように作用する。即ち、倒れが生じて正規状態から突出している部分には前記斜面同士の接触により積極的に正規状態に戻す力が作用し、倒れが生じて正規状態から後退している部分には斜面同士が接触しないか若しくは接触してもその接触圧力は小さいために、倒れを誘発する作用が生じないか若しくは作用力が小さいものとなる。
このようにしてタイロッドボルト6を下側エンドプレート3にねじ込んでゆくと、平面プレート7がそのテーパ状駒9によりテーパプレート8を介して積層された燃料電池構成用部品4の倒れを修正しつつ徐々にテーパプレート8と接近し、全てのテーパ状駒9をテーパプレート8に接触させ、次いで、燃料電池構成用部品4の一部に仮止め設定値の面圧を加える状態となる。この状態は、タイロッドボルト6の軸力センサのいずれかが予め設定した仮止め設定値に達することで判定することができる。
この状態においては、上側エンドプレート5の平面プレート7の上面は、タイロッドボルト6の均等なストロークによる締付けにより、下側エンドプレート3と平行状態にあり、上側エンドプレート5のテーパプレート8は、上記均等ストロークによる締付けにより正規状態へ修正(完全に修正される場合も修正途中の場合も存在し、上面のみが傾斜して倒れがなく修正できない場合もある)操作されて積層された燃料電池構成用部品4の上端の傾斜状態や倒れ状態に倣って載置された傾斜状態や倒れ状態にある。
次いで、タイロッドボルト6の軸力センサの出力値により燃料電池構成用部品4の面圧分布状態を判定し、テーパプレート8がどのように傾斜しているか判定し、面圧分布が一様となるよう、軸力センサの出力値が最も低いタイロッドボルト6に最も近いテーパ状駒9の締付けボルト10を徐々にねじ込み、テーパ状駒9を前進させて斜面部8B、9Aを介してテーパプレート8の一部を燃料電池構成用部品4側に押付け、該等タイロッドボルト6の軸力を上昇させる。
この軸力の上昇が別の最も低い軸力を出力している別のタイロッドボルト6の軸力を超える場合には、該当する締付けボルト10のねじ込みを停止し、新たに最も軸力が低くなったタイロッドボルト6に最も近いテーパ状駒9を同様にして締付けボルト10により前進させて、同様にテーパプレート8の一部を燃料電池構成用部品4側に押付け、該等タイロッドボルト6の軸力を上昇させる。このようにして、タイロッドボルト6の軸力を、最も低いタイロッドボルト6から徐々に上昇させるようテーパ状駒9を前進させ、全てのタイロッドボルト6の軸力が燃料電池スタック1として予め規定した設定軸力に達した段階でテーパ状駒9の位置調整を完了させる。
この調整完了状態においては、上側エンドプレート5の平面プレート7は下側エンドプレート3と平行状態にあり、テーパプレート8は、積層した燃料電池構成用部品4を均等な面圧状態で押付けるよう平面プレート7に対してテーパ状駒9により傾斜されて位置する。結果として、積層状態での燃料電池構成用部品4の倒れが吸収でき、均一な軸力が得られる。
なお、上記実施形態では、積層された燃料電池構成用部品4の倒れや傾斜が正面図の面内で生ずるものについてのみを説明しているが、図示しないが、正面図と直交する面内や正面図とは斜め状態の面内で生ずる場合もあり、このような場合においても、上記締付け方法の手順を採用することで、テーパプレート8を積層された燃料電池構成用部品4に沿わせて傾斜させることができ、同様に均等な面圧状態で燃料電池構成用部品4を締付けることができる。
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。
(ア)積層された燃料電池構成用部品4とエンドプレート3、5との間に、厚さ方向寸法および傾斜角度並びに傾斜方向を任意に調整可能な傾き補正手段11を介挿するため、タイロッドボルト6により上下エンドプレート3、5をその平行状態を維持しつつ互いに接近させて仮締めした後に、傾き補正手段11の厚さ方向寸法および傾斜角度並びに傾斜方向を調整することで、積層された燃料電池構成用部品4に均等分布の面圧を加えることができる。従って、タイロッドボルト6のみによる加圧・締付け時に生じるセル面内での応力集中を発生させることがなく、応力集中によるセパレータの割れ、欠け、変形などの破損を防ぐことができる。このため、セパレータの加圧による破損が大幅に低減され、不具合削減によるコスト削減、組立品質向上、組立時間短縮等が図れる。
(イ)傾き補正手段11として、互いの相対的な間隔および角度を任意に変更可能であり、少なくとも一方の他方への対向面に中央側から端部にかけて板厚を薄くした斜面部8Bを備える二枚のプレート7、8と両プレート7、8間に配置されて当該位置におけるプレート7、8同士の間隔を調整する複数の間隔変更部材としての複数の駒9を備えるようにしたため、駒9の斜面部8Bに対する接触位置を変更することで両プレート7、8の相対的な間隔および角度を任意に変更することができ、積層された燃料電池構成用部品4に均等分布した面圧調整を容易にできる。
(ウ)傾き補正手段11の両プレート7、8の一方7は、エンドプレート5により構成され、積層された燃料電池構成用部品4の上端に斜面部8Bを備えるプレート8を積層し、複数の駒9を設置したエンドプレート7(5)を燃料電池構成用部品4の上端のプレート8に上方から接触させ、その後に、タイロッドボルト6により上下エンドプレート3、5を互いに接近させて仮締めし、次いで、傾き補正手段11の厚さ方向寸法および傾斜角度並びに傾斜方向を調整するため、積層された燃料電池構成用部品4の倒れを補正しつつ積層された燃料電池構成用部品4に均等分布の面圧を加えることができる。
(第2実施形態)
図5は、本発明を適用した燃料電池スタックおよびその締付け方法の第2実施形態を示す燃料電池スタックの正面図である。本実施形態においては、積層途中の燃料電池構成用部品間に傾き補正手段を介在したものである。なお、第1実施形態と同一装置には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
本実施形態の燃料電池スタック1においては、図5に示すように、傾き補正手段11としての二枚のプレート7、8は上下エンドプレート3、5間に積層されている燃料電池構成用部品4間に、燃料電池構成用部品4と同様に積層される。二枚のプレート7、8の少なくともいずれか一方には、中央部が平坦な平面部8Aに形成され、平面部8Aから端部までの間は端部に近づくに連れて板厚を薄くした斜面部8Bに形成しているテーパプレート8に構成している。図示するように、両方のプレート7、8が斜面部をそなえるテーパプレートに形成してもよい。
プレート8の斜面部にはテーパ状駒9が介在配置され、一方のプレート7に設けた枠部分7Aにねじ結合する締付けボルト10により前記テーパ状駒9の斜面部8B上の接触位置が調整可能となっている。プレート7、8同士は、燃料電池構成用部品4と共に積層される場合には、テーパ状駒9が端部側に後退されて、平面部7C、8A同士を接触させた互いが平行状態に維持された状態とされる。なお、このプレート7、8に隣接配置される燃料電池構成用部品4としては、端側セパレータ4Cが配置され、導電材で形成したプレート7、8およびテーパ状駒9を介して端側セパレータ4C間で導通されるよう構成される。
以上の構成になる燃料電池スタック1は、下側エンドプレート3上に燃料電池構成用部品4が、例えば、スタックの半分だけ積層された段階で、傾き補正手段11として、テーパ状駒9を介在させた二枚のプレート7、8を積層し、引き続き、残り半分の燃料電池構成用部品4が積層され、上端に上側エンドプレート5が乗せられ、上下エンドプレート3、5はタイロッドボルト6により、第1実施形態と同様に均等ストロークで、タイロッドボルト6の軸力センサのいずれかが予め設定した仮止め設定値に達するまで締付けられる。
この状態においては、上側エンドプレート5は、タイロッドボルト6の均等なストロークによる締付けにより、下側エンドプレート3と平行状態にあり、両エンドプレート3、5間に積層されている燃料電池構成用部品4に倒れや上面に傾斜が存在する場合には、燃料電池構成用部品4の上端の一部が上側エンドプレート5に仮止め状態で接触し、残余の上面と上側エンドプレート5との間には隙間が存在することがある。
次いで、タイロッドボルト6の軸力センサの出力値により燃料電池構成用部品4の面圧分布状態を判定し、面圧分布が一様となるよう、軸力センサの出力値が最も低いタイロッドボルト6に最も近いテーパ状駒9の締付けボルト10を徐々にねじ込み、テーパ状駒9を前進させて斜面部8Bを介して両プレート7、8の一部を離間させて積層されている燃料電池構成用部品4に加わる面圧を上昇させ、該等タイロッドボルト6の軸力を上昇させる。
この軸力の上昇が別の最も低い軸力を出力している別のタイロッドボルト6の軸力を超える場合には、該当する締付けボルト10のねじ込みを停止し、新たに最も軸力が低くなったタイロッドボルト6に最も近いテーパ状駒9を同様にして締付けボルト10により前進させて、同様に両プレート7、8の一部を離間させて燃料電池構成用部品4に加わる面圧を上昇させ、該当タイロッドボルト6の軸力を上昇させる。このようにして、タイロッドボルト6の軸力を、最も低いタイロッドボルト6から徐々に上昇させるようテーパ状駒9を前進させ、全てのタイロッドボルト6の軸力が燃料電池スタック1として予め規定した設定軸力に達した段階でテーパ状駒9の位置調整を完了させる。
この調整完了状態においては、平行状態にある上下側エンドプレート3、5間において、面圧が低い部分の傾き補正手段11のプレート7、8同士の間隔をテーパ状駒9により拡げることにより面圧を増加させ、両プレート7、8は平行状態とならず傾斜される。結果として、積層状態での燃料電池構成用部品4の倒れが吸収でき、均一な軸力が得られる。
また、燃料電池構成用部品4の積層の中間段階で傾き補正手段11の2枚のプレート7、8が面圧に応じて平行状態から互いが傾斜されるため、積層されて倒れ状態となった燃料電池構成用部品4であっても、倒れ姿勢を正規状態に近くなるよう矯正される。
本実施形態においては、第1実施形態における効果(ア)〜(ウ)に加えて以下に記載した効果を奏することができる。
(エ)積層された燃料電池構成用部品4間に、厚さ方向寸法および傾斜角度並びに傾斜方向を任意に調整可能な傾き補正手段11を介挿するため、積層されて倒れ状態となった燃料電池構成用部品4であっても、倒れ姿勢を正規状態に近くなるよう矯正しつつ、傾き補正手段11の厚さ方向寸法および傾斜角度並びに傾斜方向を調整することで、積層された燃料電池構成用部品4に均等分布の面圧を加えることができる。
なお、上記各実施形態では、燃料電池構成用部品4として積層されるインシュレータ4Aに弾性を持たせて燃料電池運転時の熱膨張および収縮を吸収させるものについて説明したが、図示しないが、テーパ状駒9と締付けボルト10との間に弾性体を介在させて、燃料電池運転時の熱膨張および収縮を吸収させるようにしてもよい。
本発明の一実施形態を示す燃料電池スタックの正面図。 同じく燃料電池構成用部品を示す断面図。 同じく燃料電池スタックの上側エンドプレートの平面図。 同じく燃料電池構成用部品の積層状態を示す正面図。 本発明の第2実施形態を示す燃料電池スタックの正面図。
符号の説明
1 燃料電池スタック
2 スタッキング台
3 下側エンドプレート
4 燃料電池構成用部品
5 上側エンドプレート
6 タイロッドボルト
7、8 プレート
9 テーパ状駒、駒
10 締付けボルト
11 傾き補正手段

Claims (8)

  1. 上下エンドプレート間に複数のセルを構成するよう燃料電池構成用部品が積層され、上下のエンドプレート同士を複数のタイロッドボルトにより連結し締付けて構成する燃料電池スタックにおいて、
    前記積層された燃料電池構成用部品間若しくは燃料電池構成用部品とエンドプレートとの間に、厚さ方向寸法および傾斜角度並びに傾斜方向を任意に調整可能な傾き補正手段を介挿したことを特徴とする燃料電池スタック。
  2. 前記傾き補正手段は、互いの相対的な間隔および角度を任意に変更可能な二枚のプレートと、両プレート間に配置されて当該位置におけるプレート同士の間隔を調整する複数の間隔変更部材と、を備えるものであることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池スタック。
  3. 前記傾き補正手段は、二枚のプレートの少なくとも一方に、他方のプレートへの対向面に中央側から端部にかけて板厚を薄くした斜面部を備え、
    前記間隔変更部材は、前記斜面部と他方のプレートとの間に介在配置された複数の駒で構成され、
    前記駒の斜面部に対する接触位置を変更することで両プレートの相対的な間隔および角度を任意に変更するものであることを特徴とする請求項2に記載の燃料電池スタック。
  4. 前記両プレートの一方は、エンドプレートにより構成されるものであることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一つに記載の燃料電池スタック。
  5. 上下エンドプレート間に複数のセルを構成するよう燃料電池構成用部品が積層され、上下のエンドプレート同士を複数のタイロッドボルトより連結し締付けて構成する燃料電池スタックの締付方法において、
    前記積層した燃料電池構成用部品間若しくは燃料電池構成用部品とエンドプレートとの間に厚さ方向寸法および傾斜角度並びに傾斜方向を任意に調整可能な傾き補正手段を介挿し、
    タイロッドボルトにより上下エンドプレートをその平行状態を維持しつつ互いに接近させて仮締めし、
    次いで、傾き補正手段の厚さ方向寸法および傾斜角度並びに傾斜方向を調整して、積層された燃料電池構成用部品に均等分布の面圧を加えるようにしたことを特徴とする燃料電池スタックの締付方法。
  6. 前記傾き補正手段は、互いの相対的な間隔および角度を任意に変更可能な二枚のプレートと、両プレート間に配置されて当該位置におけるプレート同士の間隔を調整する複数の間隔変更部材とから構成され、間隔変更部材を作動させて全てのタイロッドボルトの軸力が予め設定した所定値となるよう二枚のプレート間の間隔および角度を調整するものであることを特徴とする請求項5に記載の燃料電池スタックの締付方法。
  7. 前記傾き補正手段は、二枚のプレートの少なくとも一方に、他方のプレートへの対向面に中央側から端部にかけて板厚を薄くした斜面部を備え、
    前記間隔変更部材は、前記斜面部と他方のプレートとの間に介在配置された複数の駒で構成され、
    前記駒の斜面部に対する接触位置を変更することで両プレートの相対的な間隔および角度を任意に変更するものであることを特徴とする請求項6に記載の燃料電池スタックの締付方法。
  8. 前記傾き補正手段の両プレートの一方は、エンドプレートにより構成され、
    積層された燃料電池構成用部品の上端に斜面部を備えるプレートを積層し、
    前記複数の駒を設置したエンドプレートを燃料電池構成用部品の上端のプレートに上方から接触させ、
    その後、タイロッドボルトにより上下エンドプレートを互いに接近させて仮締めし、
    次いで、傾き補正手段の厚さ方向寸法および傾斜角度並びに傾斜方向を調整して、積層された燃料電池構成用部品に均等分布された面圧を加えるようにしたことを特徴とする請求項7に記載の燃料電池スタックの締付方法。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009277358A (ja) * 2008-05-12 2009-11-26 Honda Motor Co Ltd 燃料電池スタック
JP2010140666A (ja) * 2008-12-09 2010-06-24 Honda Motor Co Ltd 燃料電池スタックの積層荷重調整装置
KR100988228B1 (ko) 2008-04-18 2010-10-18 한국기계연구원 연료전지
JP2014099327A (ja) * 2012-11-14 2014-05-29 Toyota Motor Corp 燃料電池装置
US8748782B2 (en) 2010-07-26 2014-06-10 Ngk Insulators, Ltd. Ceramic heater
KR20160043219A (ko) * 2014-10-10 2016-04-21 현대제철 주식회사 스택 체결이 용이한 슬라이딩 체결 방식의 연료전지
JP2016225078A (ja) * 2015-05-28 2016-12-28 日本特殊陶業株式会社 燃料電池構造体

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101325201B1 (ko) * 2012-05-10 2013-11-04 (주)에프엠산업 전기자동차용 배터리팩

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60162366U (ja) * 1984-04-05 1985-10-28 株式会社 富士電機総合研究所 燃料電池
JPH06188023A (ja) * 1992-12-22 1994-07-08 Fuji Electric Co Ltd 平板形固体電解質燃料電池
JPH0878044A (ja) * 1994-08-31 1996-03-22 Aqueous Res:Kk 燃料電池セルスタック
JP2002302785A (ja) * 2001-04-04 2002-10-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 固体高分子水電解セル構造体
JP2003197250A (ja) * 2001-12-26 2003-07-11 Fuji Electric Co Ltd 横置型積層燃料電池

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60162366U (ja) * 1984-04-05 1985-10-28 株式会社 富士電機総合研究所 燃料電池
JPH06188023A (ja) * 1992-12-22 1994-07-08 Fuji Electric Co Ltd 平板形固体電解質燃料電池
JPH0878044A (ja) * 1994-08-31 1996-03-22 Aqueous Res:Kk 燃料電池セルスタック
JP2002302785A (ja) * 2001-04-04 2002-10-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 固体高分子水電解セル構造体
JP2003197250A (ja) * 2001-12-26 2003-07-11 Fuji Electric Co Ltd 横置型積層燃料電池

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100988228B1 (ko) 2008-04-18 2010-10-18 한국기계연구원 연료전지
JP2009277358A (ja) * 2008-05-12 2009-11-26 Honda Motor Co Ltd 燃料電池スタック
JP2010140666A (ja) * 2008-12-09 2010-06-24 Honda Motor Co Ltd 燃料電池スタックの積層荷重調整装置
US8748782B2 (en) 2010-07-26 2014-06-10 Ngk Insulators, Ltd. Ceramic heater
JP2014099327A (ja) * 2012-11-14 2014-05-29 Toyota Motor Corp 燃料電池装置
KR20160043219A (ko) * 2014-10-10 2016-04-21 현대제철 주식회사 스택 체결이 용이한 슬라이딩 체결 방식의 연료전지
KR101633994B1 (ko) 2014-10-10 2016-06-28 현대제철 주식회사 스택 체결이 용이한 슬라이딩 체결 방식의 연료전지
JP2016225078A (ja) * 2015-05-28 2016-12-28 日本特殊陶業株式会社 燃料電池構造体

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