JP2008288051A - Insulating container for fuel cell stack and fuel cell device - Google Patents

Insulating container for fuel cell stack and fuel cell device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an insulating container for a fuel cell stack capable of being used for monitoring the voltage of each cell unit composing a fuel cell stack structure. <P>SOLUTION: The insulating container 2 with a lid for housing the fuel cell stack structure 3 formed by stacking two or more cell units 4 includes a wall part lead L1 buried in a peripheral wall part 2A and connected to a voltage terminal Tu of the cell unit 4; a lid part terminal Tc installed in a lid part 2B and connected to the wall part lead L1; a lid part lead L2 buried in the lid part 2B and connected to the lid part Tc ; and a concentrated connector C gathering the lid part lead L2 and connected to a voltage monitor means 5. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池のスタック構造体を収容する断熱容器に関し、より詳しくは、燃料電池スタック構造体を構成する各電池ユニットの電圧をモニタするのに使用可能な燃料電池スタック用断熱容器及びその製造方法、並びにこの断熱容器を用いた燃料電池装置に関するものである。   More particularly, the present invention relates to a heat insulating container for a fuel cell stack that can be used to monitor the voltage of each cell unit constituting the fuel cell stack structure, and the heat insulating container for the fuel cell stack structure. The present invention relates to a manufacturing method and a fuel cell device using the heat insulating container.

従来、燃料電池の各セルの電圧をモニタするための装置としては、複数のセル電圧モニタ端子と、複数の導線と、複数の導線を内蔵した柔軟性を有する樹脂シートを備えたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2005−293924号公報
Conventionally, as a device for monitoring the voltage of each cell of a fuel cell, a device provided with a plurality of cell voltage monitor terminals, a plurality of conductors, and a flexible resin sheet incorporating a plurality of conductors has been proposed. (For example, refer to Patent Document 1).
JP 2005-293924 A

しかしながら、かかる従来の燃料電池用セル電圧モニタ装置においては、燃料電池の高温運転を想定しておらず、例えば、200℃以上の高温下では、導線を内蔵した樹脂シートが劣化したり溶融してしまい、その電圧をモニタできないことがあるという問題があった。   However, such a conventional fuel cell cell voltage monitoring device does not assume high-temperature operation of the fuel cell. For example, at a high temperature of 200 ° C. or higher, the resin sheet containing the conducting wire deteriorates or melts. Therefore, there is a problem that the voltage may not be monitored.

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、燃料電池スタック構造体を構成する各電池ユニットの電圧をモニタするのに使用可能で、高温でも電圧をモニタできる燃料電池スタック用断熱容器、その製造方法及び燃料電池装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and the object of the present invention can be used to monitor the voltage of each battery unit constituting the fuel cell stack structure. An object of the present invention is to provide a heat insulating container for a fuel cell stack, a method for manufacturing the same, and a fuel cell device that can monitor voltage even at high temperatures.

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、リードなどを断熱容器に埋設することなどにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that the above object can be achieved by embedding a lead or the like in a heat insulating container, and have completed the present invention.

即ち、本発明の燃料電池スタック用断熱容器は、複数の電池ユニットを積層して成る燃料電池スタック構造体を収容する蓋付の断熱容器である。この断熱容器は、その壁部に埋設され、それぞれの上記電池ユニットの電圧端子と接続された壁部リードと、その蓋部に設置され、上記壁部リードと接続された蓋部端子と、上記蓋部に埋設され、上記蓋部端子と接続された蓋部リードと、上記蓋部リードと接続してこれらの蓋部リードを集約するとともに、電圧モニタ手段と接続される集中コネクタと、を備えることを特徴とする。   That is, the heat insulating container for a fuel cell stack according to the present invention is a heat insulating container with a lid that accommodates a fuel cell stack structure formed by stacking a plurality of battery units. The heat insulation container is embedded in the wall portion and connected to the voltage terminal of each of the battery units, the wall portion lead, and the lid portion terminal installed on the lid portion and connected to the wall portion lead. A lid lead embedded in the lid and connected to the lid terminal; and a centralized connector connected to the lid lead and concentrating the lid leads and connected to the voltage monitoring means. It is characterized by that.

また、本発明の燃焼電池スタック用断熱容器の製造方法は、上述の如き燃料電池スタック用断熱容器を製造するに当たり、上記壁部を構成する断熱材を含む複数の層のうちの外側の層の表面に、上記壁部リードを構成する導電材の一端側部分を配置し、次いで、貫通孔を有する内側の層を上記外側の層に積層するとともに、この貫通孔に上記導電材の他端側部分を挿入して、積層構造を有する成形体を形成し、しかる後、上記成形体を焼成することを特徴とする。   Further, according to the method for manufacturing a heat insulating container for a fuel cell stack according to the present invention, when manufacturing a heat insulating container for a fuel cell stack as described above, an outer layer of a plurality of layers including a heat insulating material constituting the wall portion is formed. One end side portion of the conductive material constituting the wall lead is disposed on the surface, and then an inner layer having a through hole is laminated on the outer layer, and the other end side of the conductive material is placed in the through hole. A part is inserted to form a molded body having a laminated structure, and then the molded body is fired.

更に、本発明の燃料電池装置は、上述の如き燃料電池スタック用断熱容器と、この断熱容器に収容された燃料電池スタック構造体と、電圧モニタ手段と、を備えることを特徴とする。   Furthermore, the fuel cell device of the present invention is characterized by including the above-described heat insulation container for fuel cell stack, a fuel cell stack structure housed in the heat insulation container, and voltage monitoring means.

本発明によれば、リードなどを断熱容器に埋設することなどとしたため、燃料電池スタック構造体を構成する各電池ユニットの電圧をモニタするのに使用可能で、高温でも電圧をモニタできる燃料電池スタック用断熱容器、その製造方法及び燃料電池装置を提供することができる。   According to the present invention, since a lead or the like is embedded in a heat insulating container, the fuel cell stack can be used to monitor the voltage of each battery unit constituting the fuel cell stack structure and can monitor the voltage even at a high temperature. Insulating container, manufacturing method thereof, and fuel cell device can be provided.

本発明の燃料電池スタック用断熱容器は、複数の電池ユニットを積層して成る燃料電池スタック構造体を収容する蓋付の断熱容器であって、その壁部に埋設され且つ夫々の電池ユニットの電圧端子と接続された壁部リードと、その蓋部に設置され且つ壁部リードと接続された蓋部端子と、蓋部に埋設され且つ蓋部端子と接続された蓋部リードと、蓋部リードと接続してこれらの蓋部リードを集約するとともに電圧モニタ手段と接続される集中コネクタを備えている。   A heat insulating container for a fuel cell stack according to the present invention is a heat insulating container with a lid that accommodates a fuel cell stack structure formed by stacking a plurality of battery units, and is embedded in a wall portion thereof and the voltage of each battery unit. A wall lead connected to the terminal; a lid terminal installed on the lid and connected to the wall lead; a lid lead embedded in the lid and connected to the lid terminal; and a lid lead And a concentrating connector connected to the voltage monitoring means.

本発明の燃料電池スタック用断熱容器は、自動車等の移動体の電源として用いられる燃料電池スタック構造体を収容するのに好適な断熱容器である。このため、断熱容器は、電池ユニットの積層方向のいずれか一方側において、ガス流路やモニタの電気配線などを取り出すものとなっており、とくに、モニタの電気配線については、上述の如く容器の壁部や蓋部に埋設することにより、配線同士が短絡することなく蓋部の集中コネクタに集約される。これにより、当該断熱容器を高温型燃料電池に適用した場合でも、各電池ユニットの電圧を容易に且つ効果的にモニタリングすることが可能であり、このほか、配線の組み込み工数を大幅に削減し得ると共に、断熱容器内の省スペース化を図ることもできる。   The heat insulating container for a fuel cell stack according to the present invention is a heat insulating container suitable for housing a fuel cell stack structure used as a power source for a moving body such as an automobile. For this reason, the heat insulating container is designed to take out the gas flow path, the monitor's electrical wiring, etc. on either side of the battery unit stacking direction. By embedding in the wall portion or the lid portion, the wirings are concentrated on the central connector of the lid portion without short-circuiting. As a result, even when the heat insulating container is applied to a high-temperature fuel cell, it is possible to easily and effectively monitor the voltage of each battery unit, and in addition, the number of wiring assembly steps can be greatly reduced. At the same time, the space in the heat insulating container can be saved.

また、本発明の燃料電池スタック用断熱容器は、より好ましい実施形態として、蓋付の有底円筒状をなして壁部が周壁部を形成し、この周壁部において、壁部リードは、周方向にそれぞれ間隔をもって配置され、その一端が高さ方向に延在するとともに、他端が半径方向内側に延在して全体形状がL字状をなし、それぞれの電池ユニットの電圧端子と接続していることを特徴としている。   Further, the heat insulation container for fuel cell stack of the present invention, as a more preferred embodiment, has a bottomed cylindrical shape with a lid, and the wall portion forms a peripheral wall portion. In this peripheral wall portion, the wall portion lead is in the circumferential direction. Are arranged at intervals, with one end extending in the height direction and the other end extending inward in the radial direction so that the overall shape is L-shaped and connected to the voltage terminal of each battery unit. It is characterized by being.

上記構成を備えた断熱容器は、配線同士の短絡を防止すると共に、配線を高密度に効率良く配置することが可能であって、容器内部の省スペース化を図ることができる。なお、上記構成において、電圧端子の配置は、必ずしも隣接というパターンだけでなく、例えば図4(b)に示すように、中心側から外側へ配置されるようなパターンであっても良い。   The heat insulating container having the above-described configuration can prevent wirings from being short-circuited and can efficiently arrange the wirings with high density, and can save space inside the container. In the above configuration, the arrangement of the voltage terminals is not limited to the adjacent pattern, but may be a pattern arranged from the center side to the outside as shown in FIG. 4B, for example.

さらに、本発明の燃料電池スタック用断熱容器は、より好ましい実施形態として 電圧端子が周壁部の方向に凸設されているとともに、この凸設電圧端子に対向する周壁部の部位が凹設され、この凹設部に、凸設電圧端子が嵌合して壁部リードと接続していることを特徴としており、これにより、電気配線と各電池ユニットとの電気的接続をより確実に行うことができる。   Further, in the heat insulation container for fuel cell stack of the present invention, as a more preferred embodiment, the voltage terminal is protruded in the direction of the peripheral wall portion, and the portion of the peripheral wall portion facing the protruded voltage terminal is recessed, A protruding voltage terminal is fitted in this recessed portion and connected to the wall lead, thereby making it possible to more reliably perform electrical connection between the electric wiring and each battery unit. it can.

さらに、本発明の燃料電池スタック用断熱容器は、より好ましい実施形態として 凸設電圧端子が弾性を有することを特徴としており、これにより、電気配線と電池ユニットとの電気的接続を容易に行うことができ、電池ユニットの組み込み、あるいは燃料電池スタック構造体の組み込みを容易にすることができる。   Furthermore, the fuel cell stack heat insulating container of the present invention is characterized in that the projecting voltage terminal has elasticity as a more preferred embodiment, thereby facilitating electrical connection between the electric wiring and the battery unit. Thus, it is possible to easily incorporate the battery unit or the fuel cell stack structure.

さらに、本発明の燃料電池スタック用断熱容器は、より好ましい実施形態として 壁部リードの露出部が耐酸化性被膜を有することを特徴としている。   Furthermore, the heat insulation container for fuel cell stacks of the present invention is characterized in that the exposed portion of the wall lead has an oxidation resistant coating as a more preferred embodiment.

上記構成において、壁部リードの露出部は、壁部リードの末端部であって、容器内で電池ユニットと電気的に接続する際に酸化ガス(空気)による酸化雰囲気に晒されるため、耐酸化表面処理を施す必要がある。表面処理の方法は、電気配線(壁部リード)に使用する材料によって異なるので、本発明ではとくに限定しない。ただし、耐酸化の条件は600〜800℃の空気雰囲気下とする。このように、壁部リードの露出部に耐酸化処理を行うことで、電池ユニットの凸部との接触抵抗を低減すると共に、電気的な長期安定性を得ることができる。   In the above configuration, the exposed portion of the wall lead is the end portion of the wall lead, and is exposed to an oxidizing atmosphere (oxidizing gas) when electrically connected to the battery unit in the container. It is necessary to apply surface treatment. The surface treatment method is not particularly limited in the present invention because it differs depending on the material used for the electrical wiring (wall lead). However, the oxidation resistance condition is an air atmosphere of 600 to 800 ° C. Thus, by performing oxidation resistance treatment on the exposed portion of the wall lead, it is possible to reduce the contact resistance with the convex portion of the battery unit and to obtain electrical long-term stability.

さらに、本発明の燃料電池スタック用断熱容器は、より好ましい実施形態として 壁部が、断熱材を含む複数の層から成る多重管状構造を有し、壁部リードの一端側部分がこれら複数の層の層間に配置されているとともに、他端側部分が当該壁部リードよりも内側に位置する層を介して電圧端子と接続していることを特徴としている。   Furthermore, in the heat insulating container for fuel cell stacks of the present invention, as a more preferred embodiment, the wall portion has a multiple tubular structure composed of a plurality of layers including a heat insulating material, and one end side portion of the wall portion lead is the plurality of layers. The other end side portion is connected to the voltage terminal through a layer located inside the wall portion lead.

上記構成において、電気配線を構成する壁部リードは、多重管状構造の壁部を形成する断熱材や絶縁材に埋設されていて、その一端部が各電池ユニットの電圧端子に接続されると共に、他端部が蓋部の蓋部リードに接続される。よって、壁部リードは先述の如くL字状になる。これにより、電気配線同士(壁部リード同士)の短絡を防止し、効率良く配置することが可能であり、容器内部の省スペース化も図ることができる。   In the above configuration, the wall lead constituting the electrical wiring is embedded in a heat insulating material or an insulating material forming the wall portion of the multiple tubular structure, and one end thereof is connected to the voltage terminal of each battery unit, The other end is connected to the lid lead of the lid. Therefore, the wall lead is L-shaped as described above. Thereby, it is possible to prevent a short circuit between the electrical wirings (between the wall leads), to arrange them efficiently, and to save space inside the container.

さらに、本発明の燃料電池スタック用断熱容器の製造方法は、上記の燃料電池スタック用断熱容器を製造するにあたり、壁部を構成する断熱材を含む複数の層のうちの外側の層の表面に、壁部リードを構成する導電材の一端側部分を配置し、次いで、貫通孔を有する内側の層を外側の層に積層するとともに、この貫通孔に導電材の他端側部分を挿入して、積層構造を有する成形体を形成し、しかる後、成形体を焼成する。   Furthermore, the manufacturing method of the heat insulation container for fuel cell stacks of the present invention provides the surface of the outer layer among the plurality of layers including the heat insulating material constituting the wall portion in producing the heat insulation container for fuel cell stacks. Then, one end side portion of the conductive material constituting the wall lead is disposed, and then an inner layer having a through hole is laminated on the outer layer, and the other end side portion of the conductive material is inserted into the through hole. Then, a molded body having a laminated structure is formed, and then the molded body is fired.

より具体的には、例えば導電材に純Agを用い、この導電材を基板材(ガラス+アルミナ)上に設け、穴(ビア)で接続し、セラミック基板を積層する方法を採用する。このように、導電材と断熱材や絶縁材となる基板とを同時焼成することで、導電材すなわち電気配線である壁部リードが埋設された断熱容器を作製することができる。このとき、断熱材、耐熱材料及び絶縁材料は、とくに限定はしないが、一般的な材料で、高温(600〜800℃)で使用可能なものであることが望ましい。そして、上記の製造方法によれば、セラミックスの共焼結プロセスを応用したものであるため、断熱容器を容易に得ることが可能であって、量産性に優れている。   More specifically, for example, pure Ag is used as a conductive material, this conductive material is provided on a substrate material (glass + alumina), connected by holes (vias), and a ceramic substrate is laminated. In this way, by simultaneously firing the conductive material and the substrate serving as the heat insulating material or the insulating material, a heat insulating container in which the wall portion lead that is the conductive material, that is, the electric wiring, is embedded can be manufactured. At this time, the heat insulating material, the heat-resistant material, and the insulating material are not particularly limited, but are general materials and are preferably usable at high temperatures (600 to 800 ° C.). And according to said manufacturing method, since the co-sintering process of ceramics is applied, it is possible to obtain a heat insulation container easily and is excellent in mass-productivity.

以下、図面に基づいて、本発明の燃料電池スタック用断熱容器の一実施例を説明する。なお、本発明の断熱容器は、以下の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, an embodiment of a heat insulating container for a fuel cell stack according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the heat insulation container of this invention is not limited to a following example.

図1に示す燃料電池装置1は、燃料電池スタック用断熱容器2と、この断熱容器2に収容した燃料電池スタック構造体3と、燃料電池スタック構造体3を構成する各電池ユニット4の電圧をモニタリングするための電圧モニタ手段5を備えている。   A fuel cell device 1 shown in FIG. 1 includes a heat insulating container 2 for a fuel cell stack, a fuel cell stack structure 3 housed in the heat insulating container 2, and voltages of the battery units 4 constituting the fuel cell stack structure 3. Voltage monitoring means 5 for monitoring is provided.

燃料電池スタック用断熱容器2は、図1中で上側に開放された有底円筒状を成す容器内殻6と、この容器内殻6よりも一回り大きな箱型を成してこれを覆う容器外殻7を備え、容器内殻6と容器外殻7の間に真空間隙層8を形成すると共に、容器内殻6の内側に、例えば多孔質セラミックスから成る断熱材9を介して、複数の電池ユニット4を積層して成る燃料電池スタック構造体3が収容してある。   The fuel cell stack heat insulating container 2 includes a container inner shell 6 having a bottomed cylindrical shape opened to the upper side in FIG. 1 and a container that covers and covers a box shape that is slightly larger than the container inner shell 6. An outer shell 7 is provided, and a vacuum gap layer 8 is formed between the container inner shell 6 and the container outer shell 7, and a plurality of heat insulating materials 9 made of, for example, porous ceramics are provided inside the container inner shell 6. A fuel cell stack structure 3 formed by stacking battery units 4 is accommodated.

つまり、当該断熱容器2は、その壁部が筒状の周壁部2Aであって、この周壁部2Aが、容器内殻6、容器外殻7、真空間隙層8及び断熱材9といった複数の層から成る多重管状構造になっている。また、当該断熱容器2は、上側の開放部分に、これを閉塞する蓋部2Bが設けてあり、この蓋部2Bの内側にも容器内殻6の内側と同様に断熱材9が設けてある。   That is, the heat insulating container 2 has a cylindrical peripheral wall portion 2A, and the peripheral wall portion 2A includes a plurality of layers such as a container inner shell 6, a container outer shell 7, a vacuum gap layer 8, and a heat insulating material 9. It has a multi-tubular structure consisting of Moreover, the said heat insulation container 2 is provided with the cover part 2B which closes this in the open part of the upper side, and the heat insulating material 9 is provided also inside this cover part 2B similarly to the inner side of the container inner shell 6. FIG. .

燃料電池スタック構造体3は、円盤状の電池ユニット4を複数枚積層して成るものであり、容器内殻6及び容器外殻7の各上下面に夫々設けた開口6a,7aを貫通する配管(管体)Pによって支持されており、この配管Pを介して各電池ユニット4に燃料ガスを供給し且つ排出するようになっている。   The fuel cell stack structure 3 is formed by laminating a plurality of disk-shaped battery units 4, and pipes that pass through openings 6 a and 7 a provided on the upper and lower surfaces of the container inner shell 6 and the container outer shell 7, respectively. (Tube) P is supported by P, and the fuel gas is supplied to and discharged from each battery unit 4 through this pipe P.

この場合、容器内殻6及び容器外殻7の各開口6a,7aには、断熱材9に設けた開口9aの周縁部と接続する電気絶縁性を有するセラミックス製の断熱筒10が嵌合してあり、配管Pは、耐熱性を有する屈曲させたばね板リング11を介して断熱筒10に固定してある。   In this case, each opening 6a, 7a of the container inner shell 6 and the container outer shell 7 is fitted with a ceramic heat insulating cylinder 10 having electrical insulation connected to the peripheral portion of the opening 9a provided in the heat insulating material 9. The pipe P is fixed to the heat insulating cylinder 10 via a bent spring plate ring 11 having heat resistance.

このばね板リング11は、断熱筒10との接触面積を小さく抑えることで、高温下において、容器内殻6及び容器外殻7への熱伝導を低減しつつ、断熱筒10に対して強固に配管Pを固定するようになっている。断熱筒10は、熱伝導を低減し得るうえ、電気的絶縁性をも備えている。   The spring plate ring 11 is strong against the heat insulating cylinder 10 while reducing the contact area with the heat insulating cylinder 10 and reducing heat conduction to the container inner shell 6 and the container outer shell 7 at high temperatures. The pipe P is fixed. The heat insulating cylinder 10 can reduce heat conduction and also has electrical insulation.

電池ユニット4は、図4(a)に示すように、扁平な円盤状のケース内に、固体酸化物層を燃料極層と空気極層で挟持して成る発電要素を収容し、ケース内に燃料極層に対する燃料ガス流路を有すると共に、空気極層をケース外部に露出させた構造になっている。したがって、燃料極層に対しては、上述の如く配管Pを介してケース内に燃料ガスの供給が行われると共に、同配管Pを介して排気ガスの排出が行われる。他方、空気極層に対しては、断熱容器2の蓋部2Bに設けた供給管12Aにより、断熱容器2の内部に酸化ガス(空気)が供給されると共に、排出管12Bにより排気ガスの排出が行われることとなる。   As shown in FIG. 4 (a), the battery unit 4 houses a power generation element in which a solid oxide layer is sandwiched between a fuel electrode layer and an air electrode layer in a flat disk-shaped case, The fuel gas flow path for the fuel electrode layer is provided, and the air electrode layer is exposed outside the case. Therefore, the fuel electrode layer is supplied with fuel gas into the case through the pipe P as described above, and exhaust gas is discharged through the pipe P. On the other hand, for the air electrode layer, oxidizing gas (air) is supplied to the inside of the heat insulating container 2 by the supply pipe 12A provided in the lid portion 2B of the heat insulating container 2, and exhaust gas is discharged by the discharge pipe 12B. Will be performed.

上記の燃料電池スタック構造体3を収容した燃料電池スタック用断熱容器2は、その周壁部2A及び蓋部2Bに電気配線を埋設した構造になっている。詳しくは、図2にも示すように、電気配線として、周壁部2Aに埋設され且つ各電池ユニット4の電圧端子Tuに夫々接続した壁部リードL1と、蓋部2Bに設置され且つ各壁部リードL1に夫々接続した蓋部端子Tcと、蓋部2Bに埋設され且つ各蓋部端子Tcに夫々接続した蓋部リードL2と、各蓋部リードL2と接続してこれらの蓋部リードL2を集約するとともに電圧モニタ手段5と接続される集中コネクタCを備えている。   The fuel cell stack heat insulating container 2 containing the fuel cell stack structure 3 has a structure in which electric wiring is embedded in the peripheral wall portion 2A and the lid portion 2B. Specifically, as shown in FIG. 2, wall leads L1 embedded in the peripheral wall portion 2A and connected to the voltage terminals Tu of the respective battery units 4 as electrical wiring, and each wall portion installed in the lid portion 2B, as shown in FIG. A lid terminal Tc connected to each lead L1, a lid lead L2 embedded in the lid portion 2B and connected to each lid terminal Tc, and each lid lead L2 connected to the lid lead L2 A central connector C is provided which is integrated and connected to the voltage monitoring means 5.

ここで、上記の各壁部リードL1は、当該断熱容器2の周壁部2Aを構成する夫々の断熱材9に埋設してあり、各蓋部リードL2は、蓋部2Bに埋設してある。とくに、各壁部リードL1は、周方向にそれぞれ間隔をもって配置され、図3に示すように、一端が高さ方向に延在するとともに、他端が半径方向に延在して全体形状がL字状を成しており、他端が各電池ユニット4の電圧端子Tuに夫々接続される。   Here, each said wall part lead L1 is embed | buried under each heat insulating material 9 which comprises 2 A of surrounding wall parts of the said heat insulation container 2, and each lid | cover part lead L2 is embed | buried under the cover part 2B. In particular, the wall leads L1 are arranged at intervals in the circumferential direction, and as shown in FIG. 3, one end extends in the height direction and the other end extends in the radial direction so that the overall shape is L. The other end is connected to the voltage terminal Tu of each battery unit 4.

断熱材9は、複数の層から成る構造を有しており、各層間に壁部リードL1の垂直部分を埋設している。これにより、各壁部リードL1は、互いの短絡が確実に防止されると共に、高密度に効率良く配置されたものとなる。なお、各壁部リードL2の水平部分は、積層した各電池ユニット4に夫々接続するので、高さ方向に互いに離間しており、短絡を起こす心配は無い。   The heat insulating material 9 has a structure composed of a plurality of layers, and a vertical portion of the wall portion lead L1 is buried between each layer. As a result, the wall leads L1 are reliably prevented from being short-circuited with each other, and are efficiently arranged with high density. In addition, since the horizontal part of each wall part lead | read | reed L2 is each connected to each laminated | stacked battery unit 4, it is mutually spaced apart in the height direction, and there is no fear of causing a short circuit.

また、断熱材9は、図4(a)に示すように、各壁部リードL1の水平部分の末端部に凹設部9bを有しており、これに対して、各電池ユニット4の電圧端子Tuは、弾性を有するものであると共に、断熱材9を含む周壁部2Aの方向に凸設されている。そして、断熱材9の凹設部9bに電圧端子Tuを嵌合することで、各電池ユニット4と各壁部リードL1とを電気的に接続している。   Further, as shown in FIG. 4A, the heat insulating material 9 has a recessed portion 9b at the end portion of the horizontal portion of each wall portion lead L1, and the voltage of each battery unit 4 is compared with this. The terminal Tu has elasticity and is projected in the direction of the peripheral wall 2A including the heat insulating material 9. And each battery unit 4 and each wall part lead L1 are electrically connected by fitting the voltage terminal Tu in the recessed part 9b of the heat insulating material 9. FIG.

これにより、当該断熱容器2に対する燃料電池スタック構造体3の組み付け、あるいは各電池ユニット4の組み付け、並びに各電池ユニット4と壁部リードL1との結線といった作業を容易に行うことができる。   Thereby, the assembly | attachment of the fuel cell stack structure 3 with respect to the said heat insulation container 2, the assembly | attachment of each battery unit 4, and the connection of each battery unit 4 and wall part lead L1 can be performed easily.

さらに、各壁部リードL1は、断熱容器2内において、断熱材9と電池ユニット4との間で露出する部分があり、先述したように、断熱容器2内には酸化ガスが供給されることから、露出部が酸化雰囲気に晒されることになる。そこで、各壁部リードL1は、露出部に耐酸化性被膜が形成してあり、これにより、電池ユニット4の電圧端子Tuとの接触抵抗を低減し、電気的な長期安定性を得ることができる。   Furthermore, each wall lead L1 has a portion exposed between the heat insulating material 9 and the battery unit 4 in the heat insulating container 2, and as described above, the oxidizing gas is supplied into the heat insulating container 2. Therefore, the exposed portion is exposed to the oxidizing atmosphere. Therefore, each wall lead L1 has an oxidation-resistant film formed on the exposed portion, thereby reducing the contact resistance with the voltage terminal Tu of the battery unit 4 and obtaining electrical long-term stability. it can.

蓋部端子Tcは、各壁部リードL1の上端部に対応し、この際、各壁部リードL1が周壁部2Aの周方向に所定間隔をもって配置してあることから、蓋部2Bにおいて円周上に所定間隔で配置されている。   The lid terminal Tc corresponds to the upper end of each wall lead L1, and at this time, each wall lead L1 is arranged at a predetermined interval in the circumferential direction of the peripheral wall 2A. It is arranged at a predetermined interval on the top.

上記の各蓋部端子Tcに接続する蓋部リードL2は、複数層から成る蓋部2Bの層間に埋設してある。すなわち、壁部リードL2は、図5(a)〜(i)に示す各層毎に配置され、図5(j)に全ての配置を示すように、いずれも集中コネクタCに接続してある。   The lid lead L2 connected to each of the lid terminals Tc is embedded between the layers of the lid 2B composed of a plurality of layers. That is, the wall lead L2 is arranged for each layer shown in FIGS. 5A to 5I, and all are connected to the central connector C as shown in FIG. 5J.

上記の構成を有する燃料電池スタック用断熱容器2は、例えば、周壁部2Aを構成する断熱材9を含む複数の層のうちの外側の層の表面に、壁部リードL1を構成する導電材の一端側部分を配置し、次いで、貫通孔(凹設部9b)を有する内側の層を外側の層に積層するとともに、この貫通孔に導電材の他端側部分を挿入して、積層構造を有する成形体を形成し、その後、成形体を焼成することで形成することができる。   The fuel cell stack heat insulation container 2 having the above-described configuration is made of, for example, a conductive material constituting the wall lead L1 on the surface of the outer layer among the plurality of layers including the heat insulation material 9 constituting the peripheral wall portion 2A. One end side portion is arranged, and then an inner layer having a through hole (recessed portion 9b) is laminated on the outer layer, and the other end side portion of the conductive material is inserted into the through hole to obtain a laminated structure. It can form by forming the molded object which has, and baking a molded object after that.

図6は、本発明の燃料電池スタック用断熱容器の他の実施例を説明する図である。なお、先の実施例と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。   FIG. 6 is a diagram for explaining another embodiment of a heat insulating container for a fuel cell stack according to the present invention. Note that the same components as those in the previous embodiment are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

図示の断熱容器22は、先の実施例では1個の燃料電池スタック構造体3を収容するのに対して、4個の燃料電池スタック構造体3を収容しており、周壁部2Aを構成する複数層の断熱材9に壁部リードL1が埋設してあり、各壁部リードL1を各燃料電池スタック構造体3を構成する電池ユニット4に接続する。   The illustrated heat insulating container 22 accommodates one fuel cell stack structure 3 in the previous embodiment, but accommodates four fuel cell stack structures 3 and constitutes the peripheral wall portion 2A. A wall lead L1 is embedded in the heat insulating material 9 of a plurality of layers, and each wall lead L1 is connected to the battery unit 4 constituting each fuel cell stack structure 3.

なお、本発明の断熱容器は、収容可能な燃料電池スタック構造体の数が限定されることはないが、周壁部に埋設した壁部リードと各電池ユニットとを接続する都合上、全ての燃料電池スタック構造体の少なくとも一部が周壁部に近接した配置にすることが望ましい。   Note that the number of fuel cell stack structures that can be accommodated in the heat insulating container of the present invention is not limited, but for the convenience of connecting each cell unit with a wall lead embedded in the peripheral wall, It is desirable that at least a part of the battery stack structure is disposed close to the peripheral wall portion.

また、本発明の断熱容器は、その構成の細部が上記各実施例に限定されることはなく、各構成部位の形状や数及び材質等を適宜変更することが可能である。   In addition, the details of the configuration of the heat insulating container of the present invention are not limited to the above embodiments, and the shape, number, material, and the like of each component can be changed as appropriate.

本発明の燃料電池スタック用断熱容器の一実施例を説明する燃料電池装置の断面図である。It is sectional drawing of the fuel cell apparatus explaining one Example of the heat insulation container for fuel cell stacks of this invention. 図1に示す断熱容器における電気配線を示す斜視説明図である。It is a perspective explanatory view which shows the electrical wiring in the heat insulation container shown in FIG. 壁部リードの配置を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining arrangement | positioning of a wall part lead. 電池ユニットと壁部リードとの接続を示す斜視説明図(a)及び接続の変形例を示す斜視図(b)である。It is perspective view (a) which shows the connection of a battery unit and a wall part lead, and the perspective view (b) which shows the modification of a connection. 蓋部リードの配置を示す各々平面説明図(a)〜(j)である。It is plane explanatory drawing (a)-(j) which shows arrangement | positioning of a cover part lead, respectively. 本発明の燃料電池スタック用断熱容器の他の実施例を示す燃料電池装置の謝し説明図である。It is an appreciation explanatory drawing of the fuel cell apparatus which shows the other Example of the heat insulation container for fuel cell stacks of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 燃料電池装置。
2 22 断熱容器
2A 周壁部(壁部)
2B 蓋部
3 燃料電池スタック構造体
4 電池ユニット
5 電圧モニタ手段
9 断熱材(壁部、蓋部)
9b 凹設部
C 集中コネクタ
L1 壁部リードと、
L2 蓋部リード
Tc 蓋部端子
Tu 電圧端子
1 Fuel cell device.
2 22 Insulated container 2A Perimeter wall (wall)
2B Lid 3 Fuel cell stack structure 4 Battery unit 5 Voltage monitor 9 Thermal insulation (wall, lid)
9b Concave portion C Concentrated connector L1 Wall lead,
L2 Lid lead Tc Lid terminal Tu Voltage terminal

Claims (8)

複数の電池ユニットを積層して成る燃料電池スタック構造体を収容する蓋付の断熱容器であって、
その壁部に埋設され、夫々の電池ユニットの電圧端子と接続された壁部リードと、
その蓋部に設置され、上記壁部リードと接続された蓋部端子と、
上記蓋部に埋設され、上記蓋部端子と接続された蓋部リードと、
上記蓋部リードと接続してこれらの蓋部リードを集約するとともに電圧モニタ手段と接続される集中コネクタと、を備えたことを特徴とする燃料電池スタック用断熱容器。
A heat insulating container with a lid for accommodating a fuel cell stack structure formed by laminating a plurality of battery units,
A wall lead embedded in the wall and connected to the voltage terminal of each battery unit;
A lid terminal installed on the lid and connected to the wall lead;
A lid lead embedded in the lid and connected to the lid terminal;
A heat insulating container for a fuel cell stack, comprising: a concentrating connector that is connected to the lid lead and collects the lid lead and is connected to voltage monitoring means.
蓋付の有底円筒状をなして上記壁部が周壁部を形成し、
この周壁部において、上記壁部リードは、周方向にそれぞれ間隔をもって配置され、その一端が高さ方向に延在するとともに、他端が半径方向内側に延在して全体形状がL字状をなし、それぞれの上記電池ユニットの電圧端子と接続している、ことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池スタック用断熱容器。
The wall part forms a peripheral wall part with a bottomed cylindrical shape with a lid,
In this peripheral wall portion, the wall leads are arranged at intervals in the circumferential direction, one end of which extends in the height direction, and the other end extends inward in the radial direction so that the overall shape is L-shaped. The insulated container for a fuel cell stack according to claim 1, wherein none is connected to a voltage terminal of each of the battery units.
上記電圧端子が上記周壁部の方向に凸設されているとともに、この凸設電圧端子に対向する上記周壁部の部位が凹設され、この凹設部に、上記凸設電圧端子が嵌合して上記壁部リードと接続してい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用断熱容器。   The voltage terminal is protruded in the direction of the peripheral wall portion, and a portion of the peripheral wall portion facing the convex voltage terminal is recessed, and the convex voltage terminal is fitted into the recessed portion. The insulated container for a fuel cell stack according to claim 2, wherein the insulated container is connected to the wall lead. 上記凸設電圧端子が弾性を有することを特徴とする請求項3に記載の燃料電池スタック用断熱容器。   The insulated container for a fuel cell stack according to claim 3, wherein the protruding voltage terminal has elasticity. 上記壁部リードの露出部が耐酸化性被膜を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つの項に記載の燃料電池スタック用断熱容器。   The insulated container for a fuel cell stack according to any one of claims 1 to 4, wherein the exposed portion of the wall lead has an oxidation-resistant coating. 上記壁部が、断熱材を含む複数の層から成る多重管状構造を有し、上記壁部リードの一端側部分がこれら複数の層の層間に配置されているとともに、他端側部分が当該壁部リードよりも内側に位置する層を介して上記電圧端子と接続していることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つの項に記載の燃料電池スタック用断熱容器。   The wall portion has a multiple tubular structure composed of a plurality of layers including a heat insulating material, and one end side portion of the wall lead is disposed between the layers, and the other end portion is the wall. 6. The heat insulating container for a fuel cell stack according to claim 1, wherein the heat insulating container is connected to the voltage terminal through a layer located inside the part lead. 請求項6に記載の燃料電池スタック用断熱容器を製造するにあたり、
上記壁部を構成する断熱材を含む複数の層のうちの外側の層の表面に、上記壁部リードを構成する導電材の一端側部分を配置し、
次いで、貫通孔を有する内側の層を上記外側の層に積層するとともに、この貫通孔に上記導電材の他端側部分を挿入して、積層構造を有する成形体を形成し、
しかる後、上記成形体を焼成することを特徴とする燃料電池スタック用断熱容器の製造方法。
In manufacturing the insulated container for a fuel cell stack according to claim 6,
Disposing one end side portion of the conductive material constituting the wall lead on the surface of the outer layer of the plurality of layers including the heat insulating material constituting the wall,
Next, an inner layer having a through hole is laminated on the outer layer, and the other end portion of the conductive material is inserted into the through hole to form a molded body having a laminated structure.
Thereafter, the molded body is fired, and a method for manufacturing a heat insulating container for a fuel cell stack is provided.
請求項1〜6のいずれか1つの項に記載の燃料電池スタック用断熱容器と、この断熱容器に収容された燃料電池スタック構造体と、電圧モニタ手段と、を備えることを特徴とする燃料電池装置。   A fuel cell comprising: the heat insulating container for a fuel cell stack according to any one of claims 1 to 6, a fuel cell stack structure housed in the heat insulating container, and voltage monitoring means. apparatus.
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