JP2007087678A - Fuel cell system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively reduce the number of components and easily lighten a system. <P>SOLUTION: The fuel cell system 10 is equipped with a fuel cell stack 12 and a contactor 14 to be fixed to an end plate 24a constituting the fuel cell stack 12. The contactor 14 has a contactor box 100, and the opened surface 102 of the contactor box 100 is closed with the end plate 24a when the contactor box 100 is fixed to the end plate 24a. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電解質・電極構造体とセパレータとを有する発電セルが複数積層された積層体の積層方向両端に、エンドプレートが配設される燃料電池スタックと、前記発電セルによる発電電力を前記燃料電池スタックの外部に取り出すための出力端子部に接続されるとともに、一方のエンドプレートに装着されるコンタクタとを備える燃料電池システムに関する。   The present invention provides a fuel cell stack in which end plates are disposed at both ends in a stacking direction of a stacked body in which a plurality of power generating cells each having an electrolyte / electrode structure and a separator are stacked, and power generated by the power generating cell The present invention relates to a fuel cell system including a contactor that is connected to an output terminal for taking out from the battery stack and attached to one end plate.

例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜(電解質)の両側に、それぞれアノード側電極及びカソード側電極を配設した電解質膜・電極構造体(電解質・電極構造体)を、セパレータによって挟持した発電セルを備えている。この種の燃料電池は、通常、所定の数の発電セルを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。   For example, in a polymer electrolyte fuel cell, an electrolyte membrane / electrode structure (electrolyte / electrode structure) in which an anode side electrode and a cathode side electrode are disposed on both sides of an electrolyte membrane (electrolyte) made of a polymer ion exchange membrane, respectively. ) Is held by a separator. This type of fuel cell is normally used as a fuel cell stack by stacking a predetermined number of power generation cells.

この種の燃料電池スタックでは、通常、発電セルが複数積層された積層体の積層方向両端に、ターミナルプレート、絶縁プレート及びエンドプレートが配設されている。ターミナルプレートは、積層体からの発電電力を外部に取り出すために出力端子部を備えており、この出力端子部は、コンタクタ(又はリレー)に接続されてモータ等の外部負荷に電力の供給制御(ON/OFF制御)を行っている。   In this type of fuel cell stack, normally, a terminal plate, an insulating plate, and an end plate are disposed at both ends in the stacking direction of a stacked body in which a plurality of power generation cells are stacked. The terminal plate is provided with an output terminal portion for taking out the generated power from the laminate, and this output terminal portion is connected to a contactor (or relay) to control power supply to an external load such as a motor ( ON / OFF control).

例えば、特許文献1に開示された燃料電池の車両搭載構造では、図に示すように、燃料電池モジュール1が車両前方部のエンジンルーム内に配置されている。燃料電池モジュール1を構成する燃料電池スタック2では、それぞれ板状の単電池3の積層体である第1のスタック4aと第2のスタック4bとが、並列載置されるとともに、金属のエンドプレート5a、5bによって前記スタック4a、4bが積層方向(車幅方向)に締め付けられている。 For example, in the fuel cell mounting structure disclosed in Patent Document 1, as shown in FIG. 6 , the fuel cell module 1 is disposed in the engine room in the front part of the vehicle. In the fuel cell stack 2 constituting the fuel cell module 1, a first stack 4a and a second stack 4b, each of which is a laminated body of plate-shaped unit cells 3, are placed in parallel and a metal end plate. The stacks 4a and 4b are fastened in the stacking direction (vehicle width direction) by 5a and 5b.

スタック4aに積層される正極側の電極5aと、スタック4b側に積層される負極側の電極6aとは、それぞれ端子7を設けており、前記端子7は、フレキシブルバスバー8を介してリレー9に電気的に接続されている。   The positive electrode 5a laminated on the stack 4a and the negative electrode 6a laminated on the stack 4b each have a terminal 7, which is connected to the relay 9 via the flexible bus bar 8. Electrically connected.

特開2002−362165号公報(図1)JP 2002-362165 A (FIG. 1)

上記の従来技術では、エンドプレート5aにリレー9が取り付けられるとともに、このリレー9と端子7とは、フレキシブルバスバー8を介して接続されている。このため、燃料電池モジュール1は、部品数が増加するとともに、前記燃料電池モジュール1全体の軽量化が達成されないという問題がある。   In the above prior art, the relay 9 is attached to the end plate 5 a, and the relay 9 and the terminal 7 are connected via the flexible bus bar 8. For this reason, the fuel cell module 1 has a problem that the number of parts increases and the weight of the fuel cell module 1 as a whole cannot be reduced.

本発明はこの種の問題を解決するものであり、部品の兼用化を図ることによって部品数を有効に削減するとともに、軽量化が容易に遂行可能な燃料電池システムを提供することを目的とする。   The present invention solves this type of problem, and an object thereof is to provide a fuel cell system in which the number of parts can be effectively reduced and the weight can be easily reduced by sharing parts. .

本発明は、一対の電極が電解質の両側に設けられた電解質・電極構造体とセパレータとを有する発電セルを設け、前記発電セルが複数積層された積層体の積層方向両端に、エンドプレートが配設される燃料電池スタックと、前記発電セルによる発電電力を前記燃料電池スタックの外部に取り出すための出力端子部に接続されるとともに、一方のエンドプレートに装着されるコンタクタとを備えている。   The present invention provides a power generation cell having an electrolyte / electrode structure in which a pair of electrodes are provided on both sides of an electrolyte and a separator, and end plates are arranged at both ends in the stacking direction of the stacked body in which a plurality of the power generation cells are stacked. And a contactor that is connected to an output terminal for taking out the power generated by the power generation cell to the outside of the fuel cell stack and is attached to one end plate.

コンタクタは、少なくとも一面が開放されたコンタクタボックスを有するとともに、前記コンタクタボックスは、一方のエンドプレートに取り付けられた状態で、前記一面が前記一方のエンドプレートにより閉塞されている。   The contactor includes a contactor box having at least one surface opened, and the one surface is closed by the one end plate in a state where the contactor box is attached to the one end plate.

また、燃料電池スタックは、積層体の側部を覆うパネル部材を備え、エンドプレートと前記パネル部材とにより前記積層体を収容保持するケーシングが構成されることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the fuel cell stack includes a panel member that covers a side portion of the laminate, and a casing that accommodates and holds the laminate is configured by the end plate and the panel member.

さらに、少なくとも一方の出力端子部は、一方のエンドプレートから突出するとともに、コンタクタボックスは、前記一方の出力端子部を覆う囲繞部を設けることが好ましい。   Furthermore, it is preferable that at least one of the output terminal portions protrudes from the one end plate, and the contactor box is provided with a surrounding portion that covers the one output terminal portion.

さらにまた、一方のエンドプレートには、一方の出力端子部を周回して筒状部が設けられるとともに、囲繞部と前記筒状部とは、互いに嵌合してシールを行うシール構造を構成することが好ましい。   Further, the one end plate is provided with a cylindrical portion that circulates around one output terminal portion, and the surrounding portion and the cylindrical portion constitute a seal structure that fits and seals with each other. It is preferable.

また、燃料電池スタックは、発電セルの積層方向に延在して反応ガス及び冷却媒体を流す連通孔が設けられた内部マニホールドを構成し、一方のエンドプレートには、前記冷却媒体の供給口及び排出口が形成されるとともに、コンタクタボックスには、少なくとも前記供給口又は前記排出口に連通して前記コンタクタボックス内部を冷却するための冷却媒体通路が形成されることが好ましい。   The fuel cell stack constitutes an internal manifold that extends in the stacking direction of the power generation cells and is provided with a communication hole through which the reaction gas and the cooling medium flow. One end plate has a supply port for the cooling medium and Preferably, the discharge port is formed, and the contactor box is formed with a cooling medium passage for communicating with at least the supply port or the discharge port to cool the inside of the contactor box.

本発明によれば、コンタクタボックスの開口する一面が、一方のエンドプレートにより閉塞されるため、この一方のエンドプレートは、前記コンタクタボックスの一のパネルとして機能することができる。従って、部品の兼用化が図られて部品数を良好に削減することが可能になるとともに、燃料電池システム全体の軽量化が容易に遂行される。   According to the present invention, since the one surface where the contactor box opens is closed by one end plate, this one end plate can function as one panel of the contactor box. Accordingly, the number of parts can be shared and the number of parts can be reduced favorably, and the weight of the entire fuel cell system can be easily reduced.

図1は、本発明の第1の実施形態に係る燃料電池システム10の概略斜視説明図であり、図2は、前記燃料電池システム10の一部分解概略斜視図である。   FIG. 1 is a schematic perspective view of a fuel cell system 10 according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partially exploded schematic perspective view of the fuel cell system 10.

燃料電池システム10は、燃料電池スタック12とコンタクタ14とを備える。図2に示すように、燃料電池スタック12は、複数の発電セル16が水平方向(矢印A方向)に積層された積層体18を設ける。   The fuel cell system 10 includes a fuel cell stack 12 and a contactor 14. As shown in FIG. 2, the fuel cell stack 12 includes a stacked body 18 in which a plurality of power generation cells 16 are stacked in the horizontal direction (arrow A direction).

積層体18の積層方向(矢印A方向)の一端には、ターミナルプレート20a、絶縁プレート22a及びエンドプレート24aが外方に向かって、順次、配設される。積層体18の積層方向の他端には、ターミナルプレート20b、絶縁プレート22b及びエンドプレート24bが外方に向かって、順次、配設される。燃料電池スタック12は、鉛直方向(矢印C方向)に長尺(縦長)な四角形に構成される金属製エンドプレート24a、24bを端板として含むケーシング26を備えている。   A terminal plate 20a, an insulating plate 22a, and an end plate 24a are sequentially arranged at one end in the stacking direction (arrow A direction) of the stacked body 18 toward the outside. At the other end in the stacking direction of the stacked body 18, a terminal plate 20b, an insulating plate 22b, and an end plate 24b are sequentially disposed outward. The fuel cell stack 12 includes a casing 26 that includes metal end plates 24a and 24b configured as squares that are long (vertically long) in the vertical direction (arrow C direction) as end plates.

発電セル16は、図示しないが、電解質膜・電極構造体(電解質・電極構造体)と、前記電解質膜・電極構造体を挟持する薄板波形状の第1及び第2セパレータとを備える発電セル16には、酸化剤ガス供給連通孔、酸化剤ガス排出連通孔、燃料ガス供給連通孔、燃料ガス排出連通孔、冷却媒体供給連通孔及び冷却媒体排出連通孔が形成されて内部マニホールドを構成する。 Each of the power generation cell 16, although not shown, Bei membrane electrode assembly and (electrolyte electrode assembly), and first and second cell Paray other plate wave shape for clamping said membrane electrode assembly Yeah . The power generation cell 16 includes an oxidant gas supply communication hole, an oxidant gas discharge communication hole, a fuel gas supply communication hole, a fuel gas discharge communication hole, a cooling medium supply communication hole, and a cooling medium discharge communication hole. Constitute.

図2及び図に示すように、ターミナルプレート20aの面内中央から上方に所定距離だけ離間する位置には、積層方向外方に延在して正極側端子部56aが一体的に設けられる。端子部56aは、後述する絶縁性筒状部82に挿入された状態で、絶縁プレート22a及びエンドプレート24aの孔部59aを貫通して外部に突出する。 As shown in FIGS. 2 and 3 , a positive electrode side terminal portion 56a is integrally provided extending outward in the stacking direction at a position spaced a predetermined distance upward from the in-plane center of the terminal plate 20a. The terminal portion 56a protrudes outside through the holes 59a of the insulating plate 22a and the end plate 24a while being inserted into an insulating cylindrical portion 82 described later.

ケーシング26は、図1及び図2に示すように、端板であるエンドプレート24a、24bと、積層体18の側部に配置される4枚のパネル部材60a〜60dと、前記パネル部材60a〜60dの互いに近接する端部同士を連結するアングル部材62a〜62dと、前記エンドプレート24a、24bと前記パネル部材60a〜60dとを連結するそれぞれ長さの異なる連結ピン64a、64bとを備える。パネル部材60a〜60dは、薄板金属製プレートで構成される。   As shown in FIGS. 1 and 2, the casing 26 includes end plates 24a and 24b, which are end plates, four panel members 60a to 60d disposed on the side of the laminated body 18, and the panel members 60a to 60d. Angle members 62a to 62d that connect adjacent ends of 60d, and connecting pins 64a and 64b having different lengths that connect the end plates 24a and 24b and the panel members 60a to 60d, respectively. Panel members 60a-60d are formed of thin metal plates.

エンドプレート24a、24bの上下各辺には、それぞれ円筒状第1連結部66a、66bが突出形成されるとともに、両側の各辺には、それぞれ第1連結部66a、66bが突出形成される。   Cylindrical first connection portions 66a and 66b are formed to protrude from the upper and lower sides of the end plates 24a and 24b, respectively, and first connection portions 66a and 66b are formed to protrude from the sides on both sides.

積層体18の矢印B方向両側に配置されるパネル部材60a、60cの長手方向(矢印A方向)両端には、第2連結部70a、70bが形成される。積層体18の上下両側に配置されるパネル部材60b、60dの長手方向両端には、第2連結部72a、72bが形成される。   Second connecting portions 70a and 70b are formed at both ends in the longitudinal direction (arrow A direction) of the panel members 60a and 60c arranged on both sides in the arrow B direction of the laminate 18. Second connection portions 72a and 72b are formed at both ends in the longitudinal direction of the panel members 60b and 60d disposed on the upper and lower sides of the laminate 18 respectively.

パネル部材60a、60cの各第2連結部70a、70b間には、エンドプレート24a、24bの両側の各辺の第1連結部66a、66bが配置されるとともに、これらに長尺な連結ピン64aが一体的に挿入されて、前記パネル部材60a、60cが前記エンドプレート24a、24bに取り付けられる。   Between the second connection portions 70a and 70b of the panel members 60a and 60c, first connection portions 66a and 66b on both sides of the end plates 24a and 24b are arranged, and long connection pins 64a are provided on these. Are integrally inserted, and the panel members 60a and 60c are attached to the end plates 24a and 24b.

同様に、パネル部材60b、60dの第2連結部72a、72bがエンドプレート24a、24bの上辺及び下辺の第1連結部66a、66bと交互に配置されるとともに、これらに短尺な連結ピン64bが一体的に挿入されて、前記パネル部材60b、60dが前記エンドプレート24a、24bに取り付けられる。   Similarly, the second connecting portions 72a and 72b of the panel members 60b and 60d are alternately arranged with the first connecting portions 66a and 66b on the upper and lower sides of the end plates 24a and 24b, and a short connecting pin 64b is provided on these. The panel members 60b and 60d are inserted integrally and attached to the end plates 24a and 24b.

アングル部材62a〜62dは、締結ボルト78を介してパネル部材60a〜60dに固定され、ケーシング26が構成される。   The angle members 62a to 62d are fixed to the panel members 60a to 60d via fastening bolts 78, and the casing 26 is configured.

図2に示すように、エンドプレート24aには、矢印C方向に延在してそれぞれ冷却媒体入口マニホールド80aと、冷却媒体出口マニホールド80bとが装着される。冷却媒体入口マニホールド80aは、冷却媒体供給連通孔に連通する一方、冷却媒体出口マニホールド80bは、冷却媒体排出連通孔に連通する。冷却媒体入口マニホールド80a及び冷却媒体出口マニホールド80bは、図示しないが、車体前方に配置されたラジエータ(熱交換器)に連通している。 As shown in FIG. 2, a cooling medium inlet manifold 80a and a cooling medium outlet manifold 80b are attached to the end plate 24a so as to extend in the direction of the arrow C, respectively. The cooling medium inlet manifold 80a communicates with the cooling medium supply communication hole, while the cooling medium outlet manifold 80b communicates with the cooling medium discharge communication hole . Although not shown, the cooling medium inlet manifold 80a and the cooling medium outlet manifold 80b communicate with a radiator (heat exchanger) disposed in front of the vehicle body.

冷却媒体入口マニホールド80aと冷却媒体出口マニホールド80bとの間には、端子部56aが突出するとともに、エンドプレート24aには、この端子部56aを周回して絶縁性筒状部82が配設される。図2及び図に示すように、端子部56aには、ボルト84を介して略L字状の導電板86が固定される。 A terminal portion 56a protrudes between the cooling medium inlet manifold 80a and the cooling medium outlet manifold 80b, and an insulating cylindrical portion 82 is disposed on the end plate 24a around the terminal portion 56a. . As shown in FIGS. 2 and 3 , a substantially L-shaped conductive plate 86 is fixed to the terminal portion 56 a via a bolt 84.

エンドプレート24aの下側には、マウントブラケット90がボルト92を介して固定される。このマウントブラケット90は、ボルト94を介して自動車車体の取り付け部96にねじ止めされる(図参照)。 A mounting bracket 90 is fixed via bolts 92 below the end plate 24a. The mount bracket 90 is screwed to a mounting portion 96 of the automobile body via a bolt 94 (see FIG. 3 ).

エンドプレート24bにも、同様にマウントブラケット90が取り付けられ、このマウントブラケット90が取り付け部96に固定される。エンドプレート24b側には、図示していないが、負極側端子部が設けられ、この端子部は、ケーシング26に沿ってエンドプレート24a側に引出された後、端子98に接続される。   Similarly, a mount bracket 90 is attached to the end plate 24 b, and the mount bracket 90 is fixed to the attachment portion 96. Although not shown, a negative electrode side terminal portion is provided on the end plate 24b side, and this terminal portion is pulled out to the end plate 24a side along the casing 26 and then connected to the terminal 98.

コンタクタ14は、金属製コンタクタボックス100を有する。図に示すように、このコンタクタボックス100は、一面102が開放されており、前記コンタクタボックス100がエンドプレート24aに取り付けられた状態で、前記一面102が前記エンドプレート24aにより閉塞される。すなわち、エンドプレート24aは、コンタクタボックス100の1つのパネルを構成し、部品の兼用を図っている。 The contactor 14 has a metal contactor box 100. As shown in FIG. 4 , the contactor box 100 has one surface 102 open, and the one surface 102 is closed by the end plate 24a in a state where the contactor box 100 is attached to the end plate 24a. That is, the end plate 24a constitutes one panel of the contactor box 100 and serves as a part.

コンタクタボックス100は、端子部56aを覆う囲繞部104を設けるとともに、この囲繞部104と筒状部82とは、互いに嵌合してシールを行うシール構造106を構成する。   The contactor box 100 is provided with a surrounding portion 104 that covers the terminal portion 56a, and the surrounding portion 104 and the tubular portion 82 constitute a seal structure 106 that fits and seals with each other.

シール構造106は、筒状部82の外周に形成された周溝108に配設されるOリング110を備える。囲繞部104には、内周面112が形成されるとともに、この内周面112は、筒状部82を嵌合してOリング110が摺接される。なお、図示しないが、内周面112側に周溝を形成してこの周溝にOリング110を嵌挿し、筒状部82の外周を前記Oリング110に嵌合するように構成してもよい。   The seal structure 106 includes an O-ring 110 disposed in a circumferential groove 108 formed on the outer periphery of the cylindrical portion 82. An inner peripheral surface 112 is formed in the surrounding portion 104, and the inner peripheral surface 112 is fitted with the tubular portion 82 and the O-ring 110 is slidably contacted. Although not shown, it is also possible to form a peripheral groove on the inner peripheral surface 112 side, insert the O-ring 110 into this peripheral groove, and connect the outer periphery of the cylindrical portion 82 to the O-ring 110. Good.

に示すように、端子部56aに固定された導電板86は、囲繞部104内に挿入されるとともに、前記導電板86の先端部は、ボルト114を介して接続台116に電気的に接続される。この接続台116は、第1端子118aに接続される。燃料電池スタック12の端子98は、コンタクタボックス100に固定される導電板120を介して第2端子118bに接続される。第1及び第2端子118a、118bは、図示しない走行用モータに接続されており、コンタクタ14の開閉動作によってこのモータへの発電電力の供給制御が行われる。 As shown in FIG. 3 , the conductive plate 86 fixed to the terminal portion 56 a is inserted into the surrounding portion 104, and the leading end portion of the conductive plate 86 is electrically connected to the connection base 116 via a bolt 114. Connected. The connection base 116 is connected to the first terminal 118a. The terminal 98 of the fuel cell stack 12 is connected to the second terminal 118b through a conductive plate 120 fixed to the contactor box 100. The first and second terminals 118a and 118b are connected to a traveling motor (not shown), and the supply power of the motor is controlled by opening and closing the contactor 14.

コンタクタボックス100の側部には、取り付け部122a、122bが膨出形成される。取り付け部122a、122bには、ボルト124が挿入されるとともに、前記ボルト124が取り付け部96にねじ込まれることにより、前記コンタクタボックス100が前記取り付け部96に固定される。   At the side of the contactor box 100, mounting portions 122a and 122b are bulged. Bolts 124 are inserted into the mounting portions 122a and 122b, and the bolts 124 are screwed into the mounting portions 96, whereby the contactor box 100 is fixed to the mounting portions 96.

コンタクタボックス100は、囲繞部104の上方側にボルト126が挿入される。このボルト126は、エンドプレート24aの上部側に形成されたねじ孔127にねじ込まれることにより、囲繞部104と前記エンドプレート24aとが固定される。コンタクタボックス100の下部側にボルト128が挿入され、このボルト128がマウントブラケット90にねじ込まれることにより、前記コンタクタボックス100と前記マウントブラケット90とが固定される。   In the contactor box 100, bolts 126 are inserted above the surrounding portion 104. The bolt 126 is screwed into a screw hole 127 formed on the upper side of the end plate 24a, so that the surrounding portion 104 and the end plate 24a are fixed. A bolt 128 is inserted into the lower side of the contactor box 100, and the bolt 128 is screwed into the mount bracket 90, whereby the contactor box 100 and the mount bracket 90 are fixed.

このように構成される燃料電池システム10の動作について、以下に説明する。   The operation of the fuel cell system 10 configured as described above will be described below.

この場合、第1の実施形態では、コンタクタボックス100の一面102が開口されている。そして、このコンタクタボックス100がエンドプレート24aにねじ止め固定されることにより、前記コンタクタボックス100の一面102が前記エンドプレート24aにより閉塞されている。   In this case, in the first embodiment, one surface 102 of the contactor box 100 is opened. The contactor box 100 is screwed and fixed to the end plate 24a, whereby one surface 102 of the contactor box 100 is closed by the end plate 24a.

従って、エンドプレート24aは、コンタクタボックス100の1つのパネルとして機能することができる。これにより、部品の兼用化が図られて部品数を良好に削減することが可能になるとともに、燃料電池システム10全体の軽量化が容易に遂行されるという効果が得られる。   Therefore, the end plate 24 a can function as one panel of the contactor box 100. As a result, it is possible to share the components and to reduce the number of components satisfactorily, and it is possible to easily reduce the weight of the fuel cell system 10 as a whole.

さらに、端子部56aは、エンドプレート24aから外方に突出するとともに、コンタクタボックス100は、前記端子部56aを覆う囲繞部104を設けている。このため、端子部56aの防水性を向上させることができるとともに、囲繞部104及びエンドプレート24aが金属材料で構成されることによって、電磁波の遮蔽性能を向上させることが可能になる。   Further, the terminal portion 56a protrudes outward from the end plate 24a, and the contactor box 100 is provided with the surrounding portion 104 that covers the terminal portion 56a. For this reason, while being able to improve the waterproofness of the terminal part 56a, it becomes possible to improve the shielding performance of electromagnetic waves by comprising the surrounding part 104 and the end plate 24a with a metal material.

さらにまた、エンドプレート24aには、端子部56aを周回して筒状部82が配設されるとともに、前記筒状部82とコンタクタボックス100の囲繞部104とは、互いに嵌合してシールを行うシール構造106を構成している。従って、端子部56aとコンタクタ14との接続構造は、エンドプレート24aの比較的小さな領域内に収容することができる。特に、エンドプレート24aに冷却媒体入口マニホールド80a及び冷却媒体出口マニホールド80bが取り付けられることにより、コンタクタ14の取り付けスペースが狭小な場合にも、有効な接続状態を有することが可能になるという利点がある。   Furthermore, the end plate 24a is provided with a cylindrical portion 82 around the terminal portion 56a, and the cylindrical portion 82 and the surrounding portion 104 of the contactor box 100 are fitted to each other for sealing. The sealing structure 106 to be performed is configured. Therefore, the connection structure between the terminal portion 56a and the contactor 14 can be accommodated in a relatively small area of the end plate 24a. In particular, since the cooling medium inlet manifold 80a and the cooling medium outlet manifold 80b are attached to the end plate 24a, there is an advantage that it is possible to have an effective connection state even when the contactor 14 has a small installation space. .

また、燃料電池スタック12は、マウントブラケット90を介して車体側の取り付け部96に固定されている。一方、コンタクタボックス100は、取り付け部96に固定されるとともに、エンドプレート24aの上部側に位置して囲繞部104が前記エンドプレート24aにねじ止め固定されている。これにより、燃料電池スタック12は、下部側をマウントブラケット90に固定されるとともに、上部側をコンタクタボックス100に支持され、前記燃料電池スタック12全体を強固且つ安定して保持することが可能になる。   The fuel cell stack 12 is fixed to a mounting portion 96 on the vehicle body side via a mount bracket 90. On the other hand, the contactor box 100 is fixed to the attachment portion 96, and the surrounding portion 104 is fixed to the end plate 24a with screws by being positioned on the upper side of the end plate 24a. As a result, the lower side of the fuel cell stack 12 is fixed to the mount bracket 90 and the upper side is supported by the contactor box 100, so that the entire fuel cell stack 12 can be firmly and stably held. .

さらに、コンタクタ14は、金属製のコンタクタボックス100を有し、このコンタクタボックス100内には、端子部56a及び端子98等が収容されている。このため、コンタクタボックス100による電磁波のシール性の向上及び防水性の向上が容易に図られる。   Further, the contactor 14 includes a metal contactor box 100, and the contactor box 100 accommodates a terminal portion 56a, a terminal 98, and the like. For this reason, the improvement of the sealing property of electromagnetic waves by the contactor box 100 and the improvement of waterproofness are easily achieved.

しかも、端子部56aとコンタクタ14の接続台116とは、略L字状の導電板86により電気的に接続されている。これにより、端子部56aからコンタクタ14間の高電圧線の距離を有効に短尺化することができ、電磁波の発生を良好に低減し得るという利点がある。   Moreover, the terminal portion 56 a and the connection base 116 of the contactor 14 are electrically connected by a substantially L-shaped conductive plate 86. Thereby, the distance of the high voltage line between the terminal part 56a and the contactor 14 can be shortened effectively, and there exists an advantage that generation | occurrence | production of electromagnetic waves can be reduced favorably.

は、本発明の第2の実施形態に係る燃料電池システム140の一部分解概略斜視図である。なお、第1の実施形態に係る燃料電池システム10と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。 FIG. 5 is a partially exploded schematic perspective view of a fuel cell system 140 according to the second embodiment of the present invention. The same components as those of the fuel cell system 10 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

燃料電池システム140は、燃料電池スタック12のエンドプレート24aに取り付けられるコンタクタ142を備える。このコンタクタ142は、金属製のコンタクタボックス144を有するとともに、前記コンタクタボックス144は、矢印B方向両側に突出して通路部146a、146bを一体成形する。   The fuel cell system 140 includes a contactor 142 attached to the end plate 24 a of the fuel cell stack 12. The contactor 142 includes a contactor box 144 made of metal, and the contactor box 144 protrudes on both sides in the direction of arrow B to integrally form the passage portions 146a and 146b.

通路部146aは、燃料電池スタック12の冷却媒体入口マニホールド80aに連通する入口通路148aを設ける一方、通路部146bは、冷却媒体出口マニホールド80bに連通する出口通路148bを設ける。なお、入口通路148a及び出口通路148bは、図示しない車体の前方に配置されたラジエータに連通している。   The passage portion 146a provides an inlet passage 148a that communicates with the cooling medium inlet manifold 80a of the fuel cell stack 12, while the passage portion 146b provides an outlet passage 148b that communicates with the cooling medium outlet manifold 80b. The inlet passage 148a and the outlet passage 148b communicate with a radiator (not shown) disposed in front of the vehicle body.

このように構成される第2の実施形態では、冷却媒体は、先ず、コンタクタボックス144の入口通路148aを通ってこのコンタクタボックス144内を冷却する。さらに、冷却媒体は、冷却媒体入口マニホールド80aを介して燃料電池スタック12内に供給される。そして、この燃料電池スタック12の冷却に使用された冷却媒体は、冷却媒体出口マニホールド80bから出口通路148bを通ってコンタクタボックス144の内部を冷却している。   In the second embodiment configured as described above, the cooling medium first cools the inside of the contactor box 144 through the inlet passage 148a of the contactor box 144. Further, the cooling medium is supplied into the fuel cell stack 12 via the cooling medium inlet manifold 80a. The cooling medium used for cooling the fuel cell stack 12 cools the inside of the contactor box 144 from the cooling medium outlet manifold 80b through the outlet passage 148b.

これにより、入口通路148a及び出口通路148bを流動する冷却媒体は、コンタクタ142の発熱部品等と熱交換を行っている。このため、コンタクタ142は、簡単な構成で必要以上に発熱することを良好に防止することができるという効果が得られる。   As a result, the cooling medium flowing in the inlet passage 148a and the outlet passage 148b exchanges heat with the heat-generating parts of the contactor 142 and the like. For this reason, the contactor 142 has an effect that it is possible to satisfactorily prevent heat generation more than necessary with a simple configuration.

なお、コンタクタボックス144では、例えば、入口通路148aを備えた通路部146aのみを設けてもよく、あるいは、出口通路148bを設けた通路部146bのみを設けてもよい。   In the contactor box 144, for example, only the passage portion 146a provided with the inlet passage 148a may be provided, or only the passage portion 146b provided with the outlet passage 148b may be provided.

また、第1及び第2の実施形態では、燃料電池スタック12の正極側の端子部56aにコンタクタ14、142が接続されているが、これに限定されるものではない。例えば、端子部56a側に代えて燃料電池スタック12の負極側の端子部56bに上記のコンタクタ14、142を設けてもよく、あるいは、両側の端子部56a、56bに、それぞれコンタクタ(図示せず)を設けてもよい。   In the first and second embodiments, the contactors 14 and 142 are connected to the terminal portion 56a on the positive electrode side of the fuel cell stack 12, but the present invention is not limited to this. For example, the contactors 14 and 142 may be provided in the terminal portion 56b on the negative electrode side of the fuel cell stack 12 instead of the terminal portion 56a side, or contactors (not shown) may be provided in the terminal portions 56a and 56b on both sides. ) May be provided.

本発明の第1の実施形態に係る燃料電池システムの斜視説明図である。1 is a perspective explanatory view of a fuel cell system according to a first embodiment of the present invention. 前記燃料電池システムの一部分解概略斜視図である。It is a partially exploded schematic perspective view of the fuel cell system. 前記燃料電池システムの一部拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view of the fuel cell system. 前記燃料電池システムを構成するコンタクタの斜視説明図である。It is a perspective explanatory view of the contactor which constitutes the fuel cell system. 本発明の第2の実施形態に係る燃料電池システムの一部分解概略斜視図である。FIG. 5 is a partially exploded schematic perspective view of a fuel cell system according to a second embodiment of the present invention. 特許文献1の燃料電池の車両搭載構造の説明図である。6 is an explanatory diagram of a vehicle mounting structure of a fuel cell disclosed in Patent Document 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10、140…燃料電池システム 12…燃料電池スタック
14、142…コンタクタ 16…発電セル
18…積層体 20a、20b…ターミナルプレート
22a、22b…絶縁プレート 24a、24b…エンドプレート
26…ケーシング 60a〜60d…パネル部材
62a〜62d…アングル部材 64a、64b…連結ピン
78…締結ボルト 80a…冷却媒体入口マニホールド
80b…冷却媒体出口マニホールド 82…筒状部
86…導電板 90…マウントブラケット
96…取り付け部 100、144…コンタクタボックス
102…一面 104…囲繞部
106…シール構造 110…Oリング
112…内周面 118a、118b…端子
146a、146b…通路部 148a…入口通路
148b…出口通路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,140 ... Fuel cell system 12 ... Fuel cell stack 14, 142 ... Contactor 16 ... Power generation cell
18 ... Laminated body 20a, 20b ... Terminal plates 22a, 22b ... Insulating plates 24a, 24b ... End plates
26 ... Casing 60a-60d ... Panel member
62a-62d ... Angle member 64a, 64b ... Connecting pin
78 ... Fastening bolt 80a ... Cooling medium inlet manifold
80b ... Cooling medium outlet manifold 82 ... Cylindrical part
86 ... Conductive plate 90 ... Mount bracket
96 ... Mounting part 100, 144 ... Contactor box 102 ... One side 104 ... Go part
106 ... Seal structure 110 ... O-ring
112 ... Inner peripheral surface 118a, 118b ... Terminal
146a, 146b ... passage part 148a ... entrance passage
148b ... Exit passage

Claims (5)

一対の電極が電解質の両側に設けられた電解質・電極構造体とセパレータとを有する発電セルを設け、前記発電セルが複数積層された積層体の積層方向両端にエンドプレートが配設される燃料電池スタックと、
前記発電セルによる発電電力を前記燃料電池スタックの外部に取り出すための出力端子部に接続されるとともに、一方のエンドプレートに装着されるコンタクタと、
を備え、
前記コンタクタは、少なくとも一面が開放されたコンタクタボックスを有するとともに、
前記コンタクタボックスは、前記一方のエンドプレートに取り付けられた状態で、前記一面が前記一方のエンドプレートにより閉塞されることを特徴とする燃料電池システム。
A fuel cell in which a power generation cell having an electrolyte / electrode structure in which a pair of electrodes are provided on both sides of an electrolyte and a separator is provided, and end plates are disposed at both ends in the stacking direction of the stacked body in which a plurality of the power generation cells are stacked Stack,
A contactor connected to an output terminal for taking out the power generated by the power generation cell to the outside of the fuel cell stack, and attached to one end plate;
With
The contactor has a contactor box having at least one surface opened,
The contactor box is attached to the one end plate, and the one surface is closed by the one end plate.
請求項1記載の燃料電池システムにおいて、前記燃料電池スタックは、前記積層体の側部を覆うパネル部材を備え、
前記エンドプレートと前記パネル部材とにより前記積層体を収容保持するケーシングが構成されることを特徴とする燃料電池システム。
The fuel cell system according to claim 1, wherein the fuel cell stack includes a panel member that covers a side portion of the stacked body,
The fuel cell system, wherein the end plate and the panel member constitute a casing for accommodating and holding the laminate.
請求項1又は2記載の燃料電池システムにおいて、少なくとも一方の出力端子部は、前記一方のエンドプレートから突出するとともに、
前記コンタクタボックスは、前記一方の出力端子部を覆う囲繞部を設けることを特徴とする燃料電池システム。
The fuel cell system according to claim 1 or 2, wherein at least one output terminal portion protrudes from the one end plate,
The fuel cell system according to claim 1, wherein the contactor box is provided with a surrounding portion that covers the one output terminal portion.
請求項3記載の燃料電池システムにおいて、前記一方のエンドプレートには、前記一方の出力端子部を周回して筒状部が設けられるとともに、
前記囲繞部と前記筒状部とは、互いに嵌合してシールを行うシール構造を構成することを特徴とする燃料電池システム。
4. The fuel cell system according to claim 3, wherein the one end plate is provided with a cylindrical portion around the one output terminal portion, and
The fuel cell system, wherein the surrounding portion and the cylindrical portion constitute a seal structure that fits and seals with each other.
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の燃料電池システムにおいて、前記燃料電池スタックは、前記発電セルの積層方向に延在して反応ガス及び冷却媒体を流す連通孔が設けられた内部マニホールドを構成し、
前記一方のエンドプレートには、前記冷却媒体の供給口及び排出口が形成されるとともに、
前記コンタクタボックスには、少なくとも前記供給口又は前記排出口に連通して前記コンタクタボックス内部を冷却するための冷却媒体通路が形成されることを特徴とする燃料電池システム。
5. The fuel cell system according to claim 1, wherein the fuel cell stack is provided with a communication hole that extends in a stacking direction of the power generation cells and allows a reaction gas and a cooling medium to flow therethrough. Configure
The one end plate has a supply port and a discharge port for the cooling medium, and
The fuel cell system, wherein the contactor box is formed with a cooling medium passage for communicating with at least the supply port or the discharge port to cool the inside of the contactor box.
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