JP2007311134A

JP2007311134A - 燃料電池用コネクタ、燃料電池用検査装置、及び燃料電池

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Publication number: JP2007311134A
Application number: JP2006138119A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Watanabe; 一裕渡辺
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-05-17
Filing date: 2006-05-17
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2026-05-17
Also published as: JP5050406B2

Abstract

【課題】燃料電池スタックへの配管の接続をより容易に行う。
【解決手段】燃料ガス供給配管３１、酸化剤ガス供給配管３２、冷却水供給配管３３、燃料ガス排出配管３４、酸化剤ガス排出配管３５、及び冷却水排出配管３６が同一の供給装置側コネクタ２０に接続され、燃料ガス供給配管５１、酸化剤ガス供給配管５２、冷却水供給配管５３、燃料ガス排出配管５４、酸化剤ガス排出配管５５、及び冷却水排出配管５６が同一のＦＣスタック側コネクタ４０に接続されている。そのため、燃料ガスと酸化剤ガスと冷却水の供給及び排出を行うための６種類の配管によるＦＣスタック１２と供給装置１４との接続を１箇所で行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池用コネクタ、燃料電池用検査装置、及び燃料電池に関し、特に、燃料電池スタックに接続する配管の接続構造に関する。

燃料電池においては、燃料ガスと酸化剤ガスを用いた電気化学反応により電気エネルギーが生成される。燃料電池による発電の際には、熱エネルギーも発生するため、冷却液により燃料電池の冷却が行われる。そのため、燃料ガスと酸化剤ガスと冷却液の供給及び排出を行うための配管がそれぞれ燃料電池スタックに接続される（例えば下記特許文献１）。

また、その他の背景技術として、下記特許文献２による金属−空気バッテリのコネクタ装置、下記特許文献３によるエンジンの配管構造、及び下記特許文献４による燃料電池の漏洩試験装置が開示されている。

特開２００５−３３２６７４号公報特開平９−１８５９６４号公報実開昭５７−６７１８９号公報特開２００１−２３６６５号公報

前述のように、燃料電池で発電を行うためには、燃料ガスと酸化剤ガスと冷却液の供給及び排出を行うための配管をそれぞれ燃料電池スタックに接続する必要がある。これらの配管のそれぞれを燃料電池スタックに接続する際には、すでに燃料電池スタックに接続された配管によって、未接続の配管を燃料電池スタックに接続する場合の作業性が悪化する。その結果、燃料電池スタックへの配管接続時における工数の増大を招くことになる。

特許文献２には、金属−空気バッテリにおいて、冷却流体のための入口及び出口を具備したコネクタ装置が示されている。しかし、燃料電池においては、燃料ガスと酸化剤ガスと冷却液の供給及び排出を行うために、多くの配管を燃料電池スタックに接続する必要がある。そのため、特許文献２によるコネクタ装置を燃料電池に適用したとしても、燃料電池スタックへの配管接続時における工数を十分に低減することは困難である。

本発明は、燃料電池スタックへの配管の接続をより容易に行うことを目的とする。

本発明に係る燃料電池用コネクタ、燃料電池用検査装置、及び燃料電池は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明に係る燃料電池用コネクタは、反応ガスを用いた電気化学反応により発電を行う燃料電池スタックと、燃料電池スタックへ反応ガスと冷媒を供給する供給装置と、を接続するための燃料電池用コネクタであって、供給装置からの反応ガスを燃料電池スタックへ供給するための反応ガス供給配管と、供給装置からの冷媒を燃料電池スタックへ供給するための冷媒供給配管と、電気化学反応に供された後の反応ガスを燃料電池スタックから排出するための反応ガス排出配管と、冷媒を燃料電池スタックから排出するための冷媒排出配管とが、共通のコネクタに接続されていることを要旨とする。

本発明によれば、反応ガス供給配管、冷媒供給配管、反応ガス排出配管、及び冷媒排出配管が共通のコネクタに接続されていることで、反応ガスと冷却水の供給及び排出を行うための配管による燃料電池スタックと供給装置との接続を１箇所で行うことができる。したがって、燃料電池スタックへの配管の接続をより容易に行うことができる。なお、電気化学反応に供された後の反応ガスとしては、例えば燃料電池スタックでの発電に消費されなかったガス、及び発電に伴う生成物が含まれる。

本発明の一態様では、反応ガス供給配管、冷媒供給配管、反応ガス排出配管、冷媒排出配管、及び燃料電池スタックによる発電電力を取り出すための電力ケーブルが、共通のコネクタに接続されていることが好適である。また、本発明の一態様では、反応ガス供給配管、冷媒供給配管、反応ガス排出配管、冷媒排出配管、及び燃料電池スタックに対し信号の伝達を行うための通信ケーブルが、共通のコネクタに接続されていることが好適である。

本発明の一態様では、反応ガス供給配管、冷媒供給配管、反応ガス排出配管、及び冷媒排出配管は、コネクタとの接続部が円形に沿って並べられた状態で、共通のコネクタに接続されていることが好適である。

また、本発明に係る燃料電池用コネクタは、反応ガスを用いた電気化学反応により発電を行う燃料電池スタックと、燃料電池スタックへ反応ガスを供給する供給装置と、を接続するための燃料電池用コネクタであって、供給装置からの反応ガスを燃料電池スタックへ供給するための反応ガス供給配管と、電気化学反応に供された後の反応ガスを燃料電池スタックから排出するための反応ガス排出配管とが、共通のコネクタに接続されていることを要旨とする。

本発明によれば、反応ガス供給配管及び反応ガス排出配管が共通のコネクタに接続されていることで、反応ガスの供給及び排出を行うための配管による燃料電池スタックと供給装置との接続を１箇所で行うことができる。したがって、燃料電池スタックへの配管の接続をより容易に行うことができる。

本発明の一態様では、燃料電池スタックには、発電セルを挟持するエンドプレートが設けられ、前記燃料電池用コネクタは、エンドプレート、またはそれに連結された部材に固定されるものであることが好適である。ここでの「連結された部材」は、エンドプレートに直接または他の部材を介して連結された部材であり、例えば燃料電池スタックを収容するスタックケースや、燃料電池をマウントするフレーム部材等を挙げることができる。そして、「固定」には、振動抑制用の弾性部材等を介して固定する構成も含まれる。

また、本発明に係る燃料電池用検査装置は、反応ガスを用いた電気化学反応により発電を行う燃料電池スタックの性能検査を行うための燃料電池用検査装置であって、燃料電池スタックへ反応ガスと冷媒を供給する供給装置と、本発明に係る燃料電池用コネクタと、を備え、前記燃料電池用コネクタにより燃料電池スタックと供給装置とが接続された状態で、燃料電池スタックの性能検査が行われることを要旨とする。

また、本発明に係る燃料電池は、反応ガスを用いた電気化学反応により発電を行う燃料電池スタックと、本発明に係る燃料電池用コネクタと、を備えることを要旨とする。

以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る燃料電池用コネクタ１０を備える燃料電池用検査装置の概略構成を示す図である。本実施形態に係る燃料電池用コネクタ１０は、反応ガスとして燃料ガス及び酸化剤ガスを用いた電気化学反応により発電を行う燃料電池スタック（以下ＦＣスタックとする）１２と、ＦＣスタック１２へ反応ガス（燃料ガス及び酸化剤ガス）と冷却水（冷媒）を供給する供給装置１４と、を接続するためのものである。なお、ここでの燃料ガスとしては、例えば水素（Ｈ₂）ガスを用いることができ、酸化剤ガスとしては、例えば空気を用いることができる。

ＦＣスタック１２には、複数の発電セルを挟持するエンドプレート１３−１，１３−２が設けられている。燃料電池用コネクタ１０は、供給装置側コネクタ２０及びＦＣスタック側コネクタ４０を備え、供給装置側コネクタ２０とＦＣスタック側コネクタ４０とを接続することで、ＦＣスタック１２と供給装置１４とを接続することができる。

図２に示すように、供給装置側コネクタ２０には、燃料ガス供給開口２１、酸化剤ガス供給開口２２、冷却水供給開口２３、燃料ガス排出開口２４、酸化剤ガス排出開口２５、及び冷却水排出開口２６が設けられている。そして、供給装置側コネクタ２０には、供給装置１４からの燃料ガスをＦＣスタック１２へ供給するための燃料ガス供給配管３１、供給装置１４からの酸化剤ガスをＦＣスタック１２へ供給するための酸化剤ガス供給配管３２、供給装置１４からの冷却水をＦＣスタック１２へ供給するための冷却水供給配管３３、電気化学反応に供された後の燃料排ガスをＦＣスタック１２から排出するための燃料ガス排出配管３４、電気化学反応に供された後の酸化剤排ガスをＦＣスタック１２から排出するための酸化剤ガス排出配管３５、及び冷却水をＦＣスタック１２から排出するための冷却水排出配管３６が接続されている。燃料ガス供給配管３１は、供給装置１４と燃料ガス供給開口２１を連通させるように供給装置１４及び供給装置側コネクタ２０に接続され、酸化剤ガス供給配管３２は、供給装置１４と酸化剤ガス供給開口２２を連通させるように供給装置１４及び供給装置側コネクタ２０に接続され、冷却水供給配管３３は、供給装置１４と冷却水供給開口２３を連通させるように供給装置１４及び供給装置側コネクタ２０に接続される。そして、燃料ガス排出配管３４は、供給装置１４と燃料ガス排出開口２４を連通させるように供給装置１４及び供給装置側コネクタ２０に接続され、酸化剤ガス排出配管３５は、供給装置１４と酸化剤ガス排出開口２５を連通させるように供給装置１４及び供給装置側コネクタ２０に接続され、冷却水排出配管３６は、供給装置１４と冷却水排出開口２６を連通させるように供給装置１４及び供給装置側コネクタ２０に接続される。このように、供給装置側コネクタ２０には、供給装置１４からの反応ガスをＦＣスタック１２へ供給するための反応ガス供給配管として燃料ガス供給配管３１及び酸化剤ガス供給配管３２が接続され、電気化学反応に供された後の反応ガスをＦＣスタック１２から排出するための反応ガス排出配管として燃料ガス排出配管３４及び酸化剤ガス排出配管３５が接続されている。なお、電気化学反応に供された後の反応ガス（燃料排ガス及び酸化剤排ガス）としては、例えばＦＣスタック１２での発電に消費されなかったガス、及び発電に伴う生成物が含まれる。

図３に示すように、ＦＣスタック側コネクタ４０には、燃料ガス供給開口４１、酸化剤ガス供給開口４２、冷却水供給開口４３、燃料ガス排出開口４４、酸化剤ガス排出開口４５、及び冷却水排出開口４６が設けられている。そして、ＦＣスタック側コネクタ４０には、供給装置１４からの燃料ガスをＦＣスタック１２へ供給するための燃料ガス供給配管５１、供給装置１４からの酸化剤ガスをＦＣスタック１２へ供給するための酸化剤ガス供給配管５２、供給装置１４からの冷却水をＦＣスタック１２へ供給するための冷却水供給配管５３、電気化学反応に供された後の燃料排ガスをＦＣスタック１２から排出するための燃料ガス排出配管５４、電気化学反応に供された後の酸化剤排ガスをＦＣスタック１２から排出するための酸化剤ガス排出配管５５、及び冷却水をＦＣスタック１２から排出するための冷却水排出配管５６が接続されている。燃料ガス供給配管５１は、ＦＣスタック１２の燃料ガス流入口と燃料ガス供給開口４１を連通させるようにＦＣスタック１２（エンドプレート１３−１）及びＦＣスタック側コネクタ４０に接続され、酸化剤ガス供給配管５２は、ＦＣスタック１２の酸化剤ガス流入口と酸化剤ガス供給開口４２を連通させるようにＦＣスタック１２（エンドプレート１３−１）及びＦＣスタック側コネクタ４０に接続され、冷却水供給配管５３は、ＦＣスタック１２の冷却水流入口と冷却水供給開口４３を連通させるようにＦＣスタック１２（エンドプレート１３−１）及びＦＣスタック側コネクタ４０に接続される。そして、燃料ガス排出配管５４は、ＦＣスタック１２の燃料ガス流出口と燃料ガス排出開口４４を連通させるようにＦＣスタック１２（エンドプレート１３−１）及びＦＣスタック側コネクタ４０に接続され、酸化剤ガス排出配管５５は、ＦＣスタック１２の酸化剤ガス流出口と酸化剤ガス排出開口４５を連通させるようにＦＣスタック１２（エンドプレート１３−１）及びＦＣスタック側コネクタ４０に接続され、冷却水排出配管５６は、ＦＣスタック１２の冷却水流出口と冷却水排出開口４６を連通させるようにＦＣスタック１２（エンドプレート１３−１）及びＦＣスタック側コネクタ４０に接続される。このように、ＦＣスタック側コネクタ４０には、反応ガス供給配管として燃料ガス供給配管５１及び酸化剤ガス供給配管５２が接続され、反応ガス排出配管として燃料ガス排出配管５４及び酸化剤ガス排出配管５５が接続されている。

以上のように、本実施形態では、燃料ガス供給配管３１、酸化剤ガス供給配管３２、冷却水供給配管３３、燃料ガス排出配管３４、酸化剤ガス排出配管３５、及び冷却水排出配管３６が共通（同一）のコネクタ（供給装置側コネクタ２０）に接続されており、燃料ガス供給配管５１、酸化剤ガス供給配管５２、冷却水供給配管５３、燃料ガス排出配管５４、酸化剤ガス排出配管５５、及び冷却水排出配管５６が共通（同一）のコネクタ（ＦＣスタック側コネクタ４０）に接続されている。

略円板形状の供給装置側コネクタ２０に形成された燃料ガス供給開口２１、酸化剤ガス供給開口２２、冷却水供給開口２３、燃料ガス排出開口２４、酸化剤ガス排出開口２５、及び冷却水排出開口２６は、図２に示すように、円形に沿って並べられて配置されている。つまり、燃料ガス供給配管３１、酸化剤ガス供給配管３２、冷却水供給配管３３、燃料ガス排出配管３４、酸化剤ガス排出配管３５、及び冷却水排出配管３６は、供給装置側コネクタ２０との接続部分が円形に沿って並べられた状態で、供給装置側コネクタ２０に接続されている。同様に、略円板形状のＦＣスタック側コネクタ４０に形成された燃料ガス供給開口４１、酸化剤ガス供給開口４２、冷却水供給開口４３、燃料ガス排出開口４４、酸化剤ガス排出開口４５、及び冷却水排出開口４６は、図３に示すように、円形に沿って並べられて配置されている。つまり、燃料ガス供給配管５１、酸化剤ガス供給配管５２、冷却水供給配管５３、燃料ガス排出配管５４、酸化剤ガス排出配管５５、及び冷却水排出配管５６は、ＦＣスタック側コネクタ４０との接続部分が円形に沿って並べられた状態で、ＦＣスタック側コネクタ４０に接続されている。なお、供給装置側コネクタ２０とＦＣスタック側コネクタ４０との位置決めを行うために、供給装置側コネクタ２０の中央部には、位置決め用の穴２７が形成されており、ＦＣスタック側コネクタ４０の中央部には、位置決め用の突出部４７が形成されている。

供給装置側コネクタ２０とＦＣスタック側コネクタ４０との接続構造の一例を図４に示す。図４に示すように、供給装置側コネクタ２０の外周部には、ねじ２８が設けられており、ＦＣスタック側コネクタ４０の外周部には、ねじ４８が設けられている。そして、ねじ２８，４８の締結により、供給装置側コネクタ２０とＦＣスタック側コネクタ４０とが接続される。その際には、ＦＣスタック側コネクタ４０の突出部４７が供給装置側コネクタ２０の穴２７に嵌め合わされることで、供給装置側コネクタ２０とＦＣスタック側コネクタ４０との位置決めが行われる。ここでは、突出部４７が穴２７に嵌め合わされた状態において、燃料ガス供給開口２１，４１同士、酸化剤ガス供給開口２２，４２同士、冷却水供給開口２３，４３同士、燃料ガス排出開口２４，４４同士、酸化剤ガス排出開口２５，４５同士、及び冷却水排出開口２６，４６同士がそれぞれ連通するように、穴２７及び突出部４７の形状が設計される。そして、突出部４７には、穴２７からの抜け止め用のボールプランジャ４９が設けられている。また、供給装置側コネクタ２０における各開口２１〜２６の周囲にそれぞれ配設されたシール部材（例えばＯリング）２９により、燃料ガス、酸化剤ガス、及び冷却水の密閉性が確保される。

また、ＦＣスタック１２には、スタック全体による発電電力を取り出すための電力ケーブル１６と、ＦＣスタック１２に対し信号の伝達を行うための通信ケーブル（信号線）１８と、が接続されている。そして、ＦＣスタック１２全体による発電電力が電力ケーブル１６を介して測定装置６０に供給され、ＦＣスタック１２の各セルの電圧値を示す信号等が通信ケーブル１８を介して測定装置６０に伝達される。

ＦＣスタック１２の性能検査を行う場合は、ＦＣスタック側コネクタ４０と供給装置側コネクタ２０とを接続することで、ＦＣスタック１２と供給装置１４とを接続する。そして、ＦＣスタック１２による発電を行うために、供給装置１４から燃料ガス供給配管３１，５１を介してＦＣスタック１２へ燃料ガス（水素ガス）を供給するとともに、供給装置１４から酸化剤ガス供給配管３２，５２を介してＦＣスタック１２へ酸化剤ガス（空気）を供給する。さらに、ＦＣスタック１２の冷却を行うために、供給装置１４から冷却水供給配管３３，５３を介してＦＣスタック１２へ冷却水を供給する。ＦＣスタック１２では、燃料ガスと酸化剤ガスを用いた電気化学反応により電気エネルギーが生成される。その状態で、例えばＦＣスタック１２全体の発電電力やＦＣスタック１２の電流−電圧特性等のＦＣスタック１２の性能が測定装置６０により測定され、ＦＣスタック１２の性能検査が行われる。ＦＣスタック１２での電気化学反応に供された後の燃料排ガスは、燃料ガス排出配管５４，３４を介して供給装置１４へ還流され、ＦＣスタック１２での電気化学反応に供された後の酸化剤排ガスは、酸化剤ガス排出配管５５，３５を介して供給装置１４へ還流され、ＦＣスタック１２の冷却に用いられた冷却水は、冷却水排出配管５６，３６を介して供給装置１４へ還流される。ＦＣスタック１２の性能検査の終了後は、ＦＣスタック側コネクタ４０と供給装置側コネクタ２０との接続を切り離すことで、ＦＣスタック１２と供給装置１４との接続を切り離す。

このように、ＦＣスタック１２の性能検査を行うためには、ＦＣスタック１２と供給装置１４とを、燃料ガスと酸化剤ガスと冷却水の供給及び排出をそれぞれ行うための６種類の配管により接続する必要がある。これらの配管のそれぞれをＦＣスタック１２に別々に接続する場合は、すでにＦＣスタック１２に接続された配管によって、未接続の配管をＦＣスタック１２に接続する場合の作業性が悪化する。その結果、ＦＣスタック１２への配管接続時における工数の増大を招き、ＦＣスタック１２の性能検査時における工数の増大を招くことになる。

これに対して本実施形態では、燃料ガス供給配管３１、酸化剤ガス供給配管３２、冷却水供給配管３３、燃料ガス排出配管３４、酸化剤ガス排出配管３５、及び冷却水排出配管３６が同一の供給装置側コネクタ２０に接続され、燃料ガス供給配管５１、酸化剤ガス供給配管５２、冷却水供給配管５３、燃料ガス排出配管５４、酸化剤ガス排出配管５５、及び冷却水排出配管５６が同一のＦＣスタック側コネクタ４０に接続されている。そのため、燃料ガスと酸化剤ガスと冷却水の供給及び排出を行うための６種類の配管によるＦＣスタック１２と供給装置１４との接続を、１箇所（供給装置側コネクタ２０とＦＣスタック側コネクタ４０との接続）で行うことができる。したがって、ＦＣスタック１２と供給装置１４とをこれら６種類の配管により接続する際の作業性を向上させることができ、これら６種類の配管のＦＣスタック１２への接続をより容易に行うことができるので、ＦＣスタック１２への配管接続時における工数を低減することができる。さらに、これら６種類の配管のＦＣスタック１２からの取り外しも１箇所（供給装置側コネクタ２０とＦＣスタック側コネクタ４０との接続の解除）で行うことができるので、これら６種類の配管のＦＣスタック１２からの取り外しもより容易に行うことができる。その結果、ＦＣスタック１２の性能検査時における工数を低減することができる。

さらに、本実施形態では、燃料ガス供給開口２１、酸化剤ガス供給開口２２、冷却水供給開口２３、燃料ガス排出開口２４、酸化剤ガス排出開口２５、及び冷却水排出開口２６を供給装置側コネクタ２０に円形に沿って配列し、燃料ガス供給開口４１、酸化剤ガス供給開口４２、冷却水供給開口４３、燃料ガス排出開口４４、酸化剤ガス排出開口４５、及び冷却水排出開口４６をＦＣスタック側コネクタ４０に円形に沿って配列している。これによって、供給装置側コネクタ２０の各開口２１〜２６の周囲における面圧（各シール部材２９が配設された箇所の面圧）を均等化することができるので、燃料ガス、酸化剤ガス、及び冷却水の密閉性能を向上させることができる。さらに、供給装置側コネクタ２０及びＦＣスタック側コネクタ４０の小型化も図ることができる。

次に、本実施形態の他の構成例について説明する。

供給装置側コネクタ２０とＦＣスタック側コネクタ４０との位置決めについては、例えば図５に示すように、ＦＣスタック側コネクタ４０の位置決めピン５７を供給装置側コネクタ２０の穴５８に嵌め込むことで行ってもよい。本実施形態に係る燃料電池用コネクタ１０を型品で製造する場合は図４に示す構成が好適であり、加工で製造する場合は図５に示す構成が好適である。

また、供給装置側コネクタ２０とＦＣスタック側コネクタ４０との接続構造については、例えば図６に示すように、供給装置側コネクタ２０及びＦＣスタック側コネクタ４０の外周側からクランプ６２で締め付けることによっても、供給装置側コネクタ２０とＦＣスタック側コネクタ４０とを接続することができる。図６に示す構成例では、供給装置側コネクタ２０及びＦＣスタック側コネクタ４０の外周部にテーパ面（円錐面）２０ａ，４０ａがそれぞれ形成されている。クランプ６２の内周部には、供給装置側コネクタ２０のテーパ面２０ａ及びＦＣスタック側コネクタ４０のテーパ面４０ａとそれぞれ接触するテーパ面（円錐面）６２ａ，６２ｂが形成されている。クランプ６２を締め付けて、クランプ６２のテーパ面６２ａ，６２ｂが供給装置側コネクタ２０のテーパ面２０ａ及びＦＣスタック側コネクタ４０のテーパ面４０ａをそれぞれ押圧することで、供給装置側コネクタ２０とＦＣスタック側コネクタ４０との間の面圧を確保することができ、燃料ガス、酸化剤ガス、及び冷却水の密閉性を確保することができる。なお、供給装置側コネクタ２０とＦＣスタック側コネクタ４０との接続構造については、その他にも、ツイストロックやカプラ等による接続構造を採り得ることができる。

また、供給装置側コネクタ２０の開口２１〜２６及びＦＣスタック側コネクタ４０の開口４１〜４６については、円形に沿って配列する以外に、例えば図７に示すように一列に配列することもできるし、図８に示すように複数列（２列）に配列することもできる。

また、本実施形態では、図９に示すように、ＦＣスタック１２を固定するための治具６４にＦＣスタック側コネクタ４０を設けることもできる。ＦＣスタック１２の性能検査を行う際には、治具６４に備え付けられたＦＣスタック１２が加圧機構６６によりＦＣスタック側コネクタ４０側へ加圧される。ここでは、ＦＣスタック１２の燃料ガス流入口と燃料ガス供給開口４１、ＦＣスタック１２の酸化剤ガス流入口と酸化剤ガス供給開口４２、ＦＣスタック１２の冷却水流入口と冷却水供給開口４３、ＦＣスタック１２の燃料ガス流出口と燃料ガス排出開口４４、ＦＣスタック１２の酸化剤ガス流出口と酸化剤ガス排出開口４５、及びＦＣスタック１２の冷却水流出口と冷却水排出開口４６がそれぞれ連通するように、ＦＣスタック１２が治具６４に固定される。そして、ＦＣスタック側コネクタ４０と供給装置側コネクタ２０とを接続することで、ＦＣスタック１２と供給装置１４とを接続する。

また、本実施形態では、図１０に示すように、ＦＣスタック１２を備える燃料電池１００にＦＣスタック側コネクタ４０を組み込むこともできる。図１０に示す燃料電池１００においては、エンドプレート１３−１，１３−２がスタックケース６５に連結された状態でＦＣスタック１２がスタックケース６５内に収容されており、ＦＣスタック側コネクタ４０がスタックケース６５（エンドプレート１３−１，１３−２に連結された部材）に固定されている。

図１０に示す燃料電池１００によれば、燃料ガスと酸化剤ガスと冷却水の供給及び排出を行うための６種類の配管を燃料電池１００に１箇所で接続することができるので、車両等に搭載する際の組み付け工数を低減することができる。そして、これら６種類の配管の燃料電池１００からの取り外しも１箇所で行うことができるので、メンテナンス時の脱着工数を低減することができる。さらに、ＦＣスタック側コネクタ４０が固定された状態で供給装置側コネクタ２０をＦＣスタック側コネクタ４０に接続することができるので、燃料電池１００への配管の接続をより容易に行うことができる。

なお、ＦＣスタック側コネクタ４０については、エンドプレート１３−１に直接固定することもできる。また、エンドプレート１３−１，１３−２に連結された部材として、燃料電池１００をマウントするフレーム部材にＦＣスタック側コネクタ４０を固定することもできる。さらに、振動抑制用の弾性部材等を介してＦＣスタック側コネクタ４０を固定することもできる。

また、本実施形態では、燃料ガス供給配管３１、酸化剤ガス供給配管３２、燃料ガス排出配管３４、及び酸化剤ガス排出配管３５を共通（同一）のコネクタ（供給装置側コネクタ２０）に接続し、燃料ガス供給配管５１、酸化剤ガス供給配管５２、燃料ガス排出配管５４、及び酸化剤ガス排出配管５５を共通（同一）のコネクタ（ＦＣスタック側コネクタ４０）に接続することもできる。この場合は、燃料ガスと酸化剤ガスの供給及び排出を行うための４種類の配管によるＦＣスタック１２と供給装置１４との接続を、１箇所（供給装置側コネクタ２０とＦＣスタック側コネクタ４０との接続）で行うことができる。この場合も、燃料ガス供給配管３１、酸化剤ガス供給配管３２、燃料ガス排出配管３４、及び酸化剤ガス排出配管３５を供給装置側コネクタ２０との接続部分が円形に沿って並べられた状態で供給装置側コネクタ２０に接続し、燃料ガス供給配管５１、酸化剤ガス供給配管５２、燃料ガス排出配管５４、及び酸化剤ガス排出配管５５をＦＣスタック側コネクタ４０との接続部分が円形に沿って並べられた状態でＦＣスタック側コネクタ４０に接続することができる。

また、本実施形態では、２分割された電力ケーブル１６を供給装置側コネクタ２０及びＦＣスタック側コネクタ４０にそれぞれ接続することもできる。この場合は、ＦＣスタック側コネクタ４０と供給装置側コネクタ２０とを接続することで、ＦＣスタック１２と供給装置１４とを接続することができるとともに、ＦＣスタック１２と測定装置６０とを電力ケーブル１６により接続することができる。そのため、ＦＣスタック１２の性能検査時における工数をさらに低減することができる。

また、本実施形態では、２分割された通信ケーブル１８を供給装置側コネクタ２０及びＦＣスタック側コネクタ４０にそれぞれ接続することもできる。この場合は、ＦＣスタック側コネクタ４０と供給装置側コネクタ２０とを接続することで、ＦＣスタック１２と供給装置１４とを接続することができるとともに、ＦＣスタック１２と測定装置６０とを通信ケーブル１８により接続することができる。そのため、ＦＣスタック１２の性能検査時における工数をさらに低減することができる。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態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。

本発明の実施形態に係る燃料電池用コネクタを備える燃料電池用検査装置の概略構成を示す図である。本発明の実施形態に係る燃料電池用コネクタの概略構成を示す図である。本発明の実施形態に係る燃料電池用コネクタの概略構成を示す図である。本発明の実施形態に係る燃料電池用コネクタの接続構造の一例を示す図である。本発明の実施形態に係る燃料電池用コネクタの接続構造の一例を示す図である。本発明の実施形態に係る燃料電池用コネクタの接続構造の一例を示す図である。本発明の実施形態に係る燃料電池用コネクタの他の概略構成を示す図である。本発明の実施形態に係る燃料電池用コネクタの他の概略構成を示す図である。本発明の実施形態に係る燃料電池用コネクタの他の概略構成を示す図である。本発明の実施形態に係る燃料電池の概略構成を示す図である。

符号の説明

１０燃料電池用コネクタ、１２ＦＣスタック、１４供給装置、１６電力ケーブル、１８通信ケーブル、２０供給装置側コネクタ、２１，４１燃料ガス供給開口、２２，４２酸化剤ガス供給開口、２３，４３冷却水供給開口、２４，４４燃料ガス排出開口、２５，４５酸化剤ガス排出開口、２６，４６冷却水排出開口、３１，５１燃料ガス供給配管、３２，５２酸化剤ガス供給配管、３３，５３冷却水供給配管、３４，５４燃料ガス排出配管、３５，５５酸化剤ガス排出配管、３６，５６冷却水排出配管、４０ＦＣスタック側コネクタ、６０測定装置、６４治具、６５スタックケース、１００燃料電池。

Claims

反応ガスを用いた電気化学反応により発電を行う燃料電池スタックと、燃料電池スタックへ反応ガスと冷媒を供給する供給装置と、を接続するための燃料電池用コネクタであって、
供給装置からの反応ガスを燃料電池スタックへ供給するための反応ガス供給配管と、
供給装置からの冷媒を燃料電池スタックへ供給するための冷媒供給配管と、
電気化学反応に供された後の反応ガスを燃料電池スタックから排出するための反応ガス排出配管と、
冷媒を燃料電池スタックから排出するための冷媒排出配管とが、
共通のコネクタに接続されている、燃料電池用コネクタ。
請求項１に記載の燃料電池用コネクタであって、
反応ガス供給配管、冷媒供給配管、反応ガス排出配管、冷媒排出配管、及び燃料電池スタックによる発電電力を取り出すための電力ケーブルが、共通のコネクタに接続されている、燃料電池用コネクタ。
請求項１または２に記載の燃料電池用コネクタであって、
反応ガス供給配管、冷媒供給配管、反応ガス排出配管、冷媒排出配管、及び燃料電池スタックに対し信号の伝達を行うための通信ケーブルが、共通のコネクタに接続されている、燃料電池用コネクタ。
請求項１〜３のいずれか１に記載の燃料電池用コネクタであって、
反応ガス供給配管、冷媒供給配管、反応ガス排出配管、及び冷媒排出配管は、コネクタとの接続部が円形に沿って並べられた状態で、共通のコネクタに接続されている、燃料電池用コネクタ。
反応ガスを用いた電気化学反応により発電を行う燃料電池スタックと、燃料電池スタックへ反応ガスを供給する供給装置と、を接続するための燃料電池用コネクタであって、
供給装置からの反応ガスを燃料電池スタックへ供給するための反応ガス供給配管と、
電気化学反応に供された後の反応ガスを燃料電池スタックから排出するための反応ガス排出配管とが、
共通のコネクタに接続されている、燃料電池用コネクタ。
請求項１〜５のいずれか１に記載の燃料電池用コネクタであって、
燃料電池スタックには、発電セルを挟持するエンドプレートが設けられ、
前記燃料電池用コネクタは、エンドプレート、またはそれに連結された部材に固定されるものである、燃料電池用コネクタ。
反応ガスを用いた電気化学反応により発電を行う燃料電池スタックの性能検査を行うための燃料電池用検査装置であって、
燃料電池スタックへ反応ガスと冷媒を供給する供給装置と、
請求項１〜６のいずれか１に記載の燃料電池用コネクタと、
を備え、
前記燃料電池用コネクタにより燃料電池スタックと供給装置とが接続された状態で、燃料電池スタックの性能検査が行われる、燃料電池用検査装置。
反応ガスを用いた電気化学反応により発電を行う燃料電池スタックと、
請求項１〜６のいずれか１に記載の燃料電池用コネクタと、
を備える、燃料電池。