JP2010061965A - Assembling method for fuel battery, and the fuel battery - Google Patents
Assembling method for fuel battery, and the fuel battery Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010061965A JP2010061965A JP2008225912A JP2008225912A JP2010061965A JP 2010061965 A JP2010061965 A JP 2010061965A JP 2008225912 A JP2008225912 A JP 2008225912A JP 2008225912 A JP2008225912 A JP 2008225912A JP 2010061965 A JP2010061965 A JP 2010061965A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- end plate
- tension member
- fuel cell
- cells
- plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Description
本発明は、燃料電池の組み立て方法および燃料電池に関し、さらに詳しくは、複数のセルを積層してなるモジュールの両端にエンドプレートを配置し、セルに対してその積層方向に所定の値の圧縮荷重を付与した状態で両エンドプレートをテンション部材に締結する燃料電池の組み立て方法、および、複数のセルを積層してなるモジュールの両端にエンドプレートを配置し、セルに対してその積層方向に所定の値の圧縮荷重を付与した状態で両エンドプレートをテンション部材に締結してなる燃料電池に関するものである。 The present invention relates to a fuel cell assembling method and a fuel cell, and more specifically, end plates are disposed at both ends of a module formed by stacking a plurality of cells, and a compressive load having a predetermined value in the stacking direction with respect to the cells. A method of assembling a fuel cell in which both end plates are fastened to a tension member in a state where the end plate is applied, and end plates are arranged at both ends of a module formed by stacking a plurality of cells, and a predetermined direction is arranged in the stacking direction with respect to the cells The present invention relates to a fuel cell in which both end plates are fastened to a tension member in a state where a compressive load of a value is applied.
燃料電池は一般に、複数のセルを積層してなるモジュールを備えている。モジュールの両端部にはエンドプレートが設けられており、両エンドプレートはテンション部材によって結合されている。各セルは、電解質膜の両面に電極が積層されて膜−電極アセンブリ(MEA)が構成されており、このMEAの両面にガス拡散層が積層されてMEGAが構成され、MEGAの両面にセパレータが積層されてなる。各セルには、燃料ガス、酸化ガス、冷媒をそれぞれ供給・排出するためのマニホールド孔が形成されており、これらのマニホールド孔の周囲にはガスケットが設けられている。そして、燃料電池は一般に、各セルを積層(スタック)した状態でガスケットからそれぞれ燃料ガス、酸化ガス、冷媒がそれぞれ漏れないようにするために、複数のセルを積層してなるモジュールの両端にエンドプレートを配置し、セルに対してその積層方向に所定の値の圧縮荷重を付与した状態で両エンドプレートをテンション部材に締結し保持している。セルに対する圧縮荷重は、小さすぎると燃料ガス、酸化ガス、冷媒の漏れを防止することができず、また、大きすぎるとMEAまたはMEGAが割れて破損するため、燃料電池を組み立てる際に適正な値の圧縮荷重を付与した状態で両エンドプレートをテンション部材に締結する必要がある。 A fuel cell generally includes a module in which a plurality of cells are stacked. End plates are provided at both ends of the module, and both end plates are coupled by a tension member. In each cell, a membrane-electrode assembly (MEA) is configured by stacking electrodes on both sides of the electrolyte membrane, and a gas diffusion layer is stacked on both sides of the MEA to configure a MEGA, and separators are mounted on both sides of the MEGA. It is laminated. Manifold holes for supplying and discharging fuel gas, oxidizing gas, and refrigerant are formed in each cell, and gaskets are provided around these manifold holes. In general, a fuel cell is configured such that fuel gas, oxidant gas, and refrigerant are not leaked from the gasket in a state where the cells are stacked (stacked). The plates are arranged, and both end plates are fastened and held to the tension member in a state where a predetermined compressive load is applied to the cell in the stacking direction. If the compressive load on the cell is too small, leakage of fuel gas, oxidizing gas and refrigerant cannot be prevented, and if it is too large, the MEA or MEGA breaks and breaks. It is necessary to fasten both end plates to the tension member in a state where the compressive load is applied.
ところが、一般に、燃料電池を構成する各セルは、MEAあるいはMEGAやセパレータがその加工公差によって厚さが異なっている。この厚さの違いは、公差の範囲内で僅かであっても、多数積層することによりモジュールの積層方向の長さが変化する。また、エンドプレートとテンション部材は、一般にプレス加工などによって成形されており、その加工公差や、エンドプレートとテンション部材の締結状態などによって両エンドプレート間の長さが異なることとなる。これらの寸法が異なる構成部品を組み立てる際に適正な値の圧縮荷重をそれぞれ均一に付与した状態で両エンドプレートをテンション部材に締結することは困難である。 However, in general, each cell constituting the fuel cell has a thickness of MEA, MEGA, or separator that varies depending on processing tolerances. Even if the difference in thickness is slight within the range of tolerance, the length in the stacking direction of the module changes by stacking a large number. In addition, the end plate and the tension member are generally formed by pressing or the like, and the length between the end plates differs depending on the processing tolerance, the fastening state of the end plate and the tension member, and the like. When assembling components having different dimensions, it is difficult to fasten both end plates to the tension member in a state where compressive loads of appropriate values are uniformly applied.
燃料電池のエンドプレートとテンション部材を締結するための従来の技術としては、特許文献1が知られている。特許文献1には、複数の燃料電池が積層されてなる燃料電池スタックの当該積層方向両端に設けられるエンドプレートと、該エンドプレート間に架け渡されて当該燃料スタックに積層方向の圧縮荷重が作用した状態を維持するテンションプレートと、を備えた燃料電池スタックの締結構造において、前記エンドプレートの一部が、前記テンションプレートに形成されている凹部に引っ掛かる形状の係合突起となっていること、さらに、係合突起と凹部との間に、当該燃料電池スタックの積層方向への伸び縮みに応じて伸縮する弾性部材が介在していることなどを特徴とする燃料電池スタックの締結構造と、この締結構造を備えていることを特徴とする燃料電池が開示されている。
As a conventional technique for fastening an end plate and a tension member of a fuel cell,
そして、特許文献1には、エンドプレートも含めてスタックを治具により積層方向に圧縮しておき、その状態でテンションプレートを両エンドプレート間に架け渡すようにして配置し、両エンドプレートの係合突起をテンションプレートの凹部に挿入し、その後、治具による加圧を解除することによって、エンドプレートごとスタックが積層方向に僅かながらも伸張した状態となり、係合突起をテンションプレートの凹部に引っ掛かった状態にすることが記載されている(0040)。そして、特許文献1の図3および図4には、テンションプレートの両端近傍にそれぞれ凹部が互いに一定の間隔で形成されており、各凹部にエンドプレートの係合突起がそれぞれ係合されている状態が図示されている。さらに、特許文献1には、「当該接続部材がねじ部を備えていることも好ましい。ねじ部付きの接続部材13によれば、当該位置において回転することにより板状部材12とエンドプレート8との間隔を変化させることが可能となるから、セル積層時、積層厚みに固体毎のばらつきが生じた場合にもねじ部付き接続部材13を相対的に回転させて軸方向長さを変えることによりスタック3の全体厚み(全体長さ)を微調整することができる。このため、スタック3に作用する締結力の微調整も行いやすい。以上のようなねじ部付き接続部材13としては、荷重調整ねじ等と呼ばれるねじ(一例として、すりわり付き止めねじ等)を利用することが可能である。」などと記載されている(0035)。
In
しかしながら、上記特許文献1にあっては、複数のセルを積層してなるスタックを治具により積層方向に圧縮しておき、その状態で両エンドプレートの係合突起をテンションプレートの端部に互いに一定の間隔をおいて配置された凹部にそれぞれ挿入した後に、係合突起をテンションプレートの凹部に引っ掛けるために、治具による加圧を解除することによってスタックを積層方向に僅かながらも伸張した状態とするものであるため、
スタック(モジュール)に作用する締結力の微調整を行って、セルに対して適正な値の圧縮荷重を精度よく付与するために、ねじ部付き接続部材を必要とすることから構成が複雑であると共に、締結力の微調整を行うための手間がかかり、さらには、適正な締結力を付与できたかの確認が困難であるなどの問題があった。
However, in
In order to finely adjust the fastening force acting on the stack (module) and accurately apply a compressive load of an appropriate value to the cell, the configuration is complicated because a connecting member with a thread is required. In addition, there is a problem that it takes time and effort to finely adjust the fastening force, and it is difficult to confirm whether an appropriate fastening force has been applied.
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、燃料電池を組み立てる際に、簡単な構成で、積層されたセルに適正な圧縮荷重を付与した状態で燃料電池のエンドプレートとテンション部材を確実且つ容易に締結することができる燃料電池の組み立て方法および燃料電池を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and when assembling a fuel cell, the end plate and the tension member of the fuel cell are attached with a simple configuration and an appropriate compressive load is applied to the stacked cells. It is an object of the present invention to provide a fuel cell assembling method and a fuel cell that can be securely and easily fastened.
請求項1の燃料電池の組み立て方法に係る発明は、上記目的を達成するため、複数のセルを積層してなるモジュールの両端にエンドプレートを配置し、セルに対してその積層方向に所定の値の圧縮荷重を付与した状態で両エンドプレートをテンション部材に締結する燃料電池の組み立て方法であって、一方のエンドプレートとテンション部材とを予め締結しておき、セルに対して圧縮荷重を付与しつつその圧縮荷重を測定し、圧縮荷重が所定の値となったときに他方のエンドプレートとテンション部材とを固着することを特徴とするものである。
また、請求項4の燃料電池に係る発明は、上記目的を達成するため、複数のセルを積層してなるモジュールの両端にエンドプレートを配置し、セルに対してその積層方向に所定の値の圧縮荷重を付与した状態で両エンドプレートをテンション部材に締結してなる燃料電池であって、一方のエンドプレートとテンション部材とが着脱可能な係合構造により締結されており、他方のエンドプレートとテンション部材とが溶接により固着されていることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the fuel cell assembling method according to
According to a fourth aspect of the present invention, in order to achieve the above object, end plates are disposed at both ends of a module formed by stacking a plurality of cells, and a predetermined value is set in the stacking direction with respect to the cells. A fuel cell in which both end plates are fastened to a tension member with a compressive load applied, wherein one end plate and the tension member are fastened by a detachable engagement structure, and the other end plate The tension member is fixed by welding.
請求項1の発明によれば、
一方のエンドプレートとテンション部材とを予め締結しておき、セルに対して圧縮荷重を付与しつつその圧縮荷重を測定し、圧縮荷重が所定の値となったときに他方のエンドプレートとテンション部材とを固着することとしたことにより、積層されたセルに適正な圧縮荷重を精度よく付与した状態で燃料電池のエンドプレートとテンション部材を確実且つ容易に締結することが可能な燃料電池の組み立て方法を提供することができる。
また、請求項4の発明によれば、一方のエンドプレートとテンション部材とが着脱可能な係合構造により締結されており、他方のエンドプレートとテンション部材とが溶接により固着されているという簡単な構成で、積層されたセルに適正な圧縮荷重を精度よく付与した状態で燃料電池のエンドプレートとテンション部材が確実且つ容易に締結できる構造の燃料電池を提供することができる。
According to the invention of
One end plate and a tension member are fastened in advance, and the compression load is measured while applying a compression load to the cell. When the compression load reaches a predetermined value, the other end plate and the tension member The fuel cell assembly method is capable of reliably and easily fastening the end plate and the tension member of the fuel cell in a state where an appropriate compressive load is accurately applied to the stacked cells. Can be provided.
According to the invention of
(発明の態様)
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明(以下、「請求可能発明」という場合がある。請求可能発明は、少なくとも、請求の範囲に記載された発明である「本発明」ないし「本願発明」を含むが、本願発明の下位概念発明や、本願発明の上位概念あるいは別概念の発明を含むこともある。)の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載,実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。なお、以下の各項において、(1)項が請求項1に相当し、(2)項が請求項2に相当し、(3)項が請求項3に相当し、(4)項が請求項4に相当する。
(Aspect of the Invention)
In the following, the invention that is claimed to be claimable in the present application (hereinafter sometimes referred to as “claimable invention”. The claimable invention is at least the “present invention” to the invention described in the claims. Some aspects of the present invention, including subordinate concept inventions of the present invention, superordinate concepts of the present invention, and inventions of other concepts) will be exemplified and described. As with the claims, each aspect is divided into sections, each section is numbered, and is described in a form that cites the numbers of other sections as necessary. This is for the purpose of facilitating the understanding of the claimable invention, and is not intended to limit the combinations of the constituent elements constituting the claimable invention to those described in the following sections. In other words, the claimable invention should be construed in consideration of the description accompanying each section, the description of the embodiments, etc., and as long as the interpretation is followed, another aspect is added to the form of each section. In addition, an aspect in which constituent elements are deleted from the aspect of each item can be an aspect of the claimable invention. In each of the following terms, (1) corresponds to
(1) 複数のセルを積層してなるモジュールの両端にエンドプレートを配置し、セルに対してその積層方向に所定の値の圧縮荷重を付与した状態で両エンドプレートをテンション部材に締結する燃料電池の組み立て方法であって、
一方のエンドプレートとテンション部材とを予め締結しておき、セルに対して圧縮荷重を付与しつつその圧縮荷重を測定し、圧縮荷重が所定の値となったときに他方のエンドプレートとテンション部材とを固着することを特徴とする燃料電池の組み立て方法。
(1) Fuel in which end plates are arranged at both ends of a module formed by stacking a plurality of cells, and both end plates are fastened to a tension member in a state in which a predetermined compressive load is applied to the cells in the stacking direction. A battery assembly method,
One end plate and a tension member are fastened in advance, and the compression load is measured while applying a compression load to the cell. When the compression load reaches a predetermined value, the other end plate and the tension member And a method of assembling the fuel cell.
(1)項の発明では、一方のエンドプレートとテンション部材とを予め締結しておき、セルに対して圧縮荷重を付与しつつその圧縮荷重を測定し、圧縮荷重が所定の値となったときに他方のエンドプレートとテンション部材とを固着することにより、積層されたセルに適正な圧縮荷重を精度よく付与した状態で燃料電池のエンドプレートとテンション部材を確実且つ容易に締結することができる。 In the invention of (1), when one end plate and the tension member are fastened in advance, the compressive load is measured while applying the compressive load to the cell, and the compressive load becomes a predetermined value. By fixing the other end plate and the tension member to each other, the end plate and the tension member of the fuel cell can be reliably and easily fastened with an appropriate compressive load applied to the stacked cells with high accuracy.
(2) 前記他方のエンドプレートとテンション部材とを溶接により固着することを特徴とする(1)項に記載の燃料電池の組み立て方法。 (2) The method of assembling a fuel cell according to (1), wherein the other end plate and the tension member are fixed by welding.
(2)項の発明では、(1)項に記載の発明において、一方のエンドプレートとテンション部材とを予め締結しておいた状態で、セルに対して圧縮荷重を付与しつつその圧縮荷重を測定し、圧縮荷重が所定の値となったときに他方のエンドプレートとテンション部材とを溶接により固着することにより、積層されたセルに適正な圧縮荷重を精度よく付与した状態で燃料電池のエンドプレートとテンション部材をより確実且つ容易に締結することができる。 In the invention of the item (2), in the invention described in the item (1), the compressive load is applied to the cell while applying the compressive load with one end plate and the tension member being fastened in advance. When the compression load reaches a predetermined value, the other end plate and the tension member are fixed to each other by welding so that an appropriate compression load is accurately applied to the stacked cells. The plate and the tension member can be fastened more reliably and easily.
(3) 一方のエンドプレートとテンション部材とを着脱可能な係合構造により予め締結しておくことを特徴とする(2)項に記載の燃料電池の組み立て方法。 (3) The method of assembling the fuel cell as described in (2), wherein one end plate and the tension member are fastened in advance by a detachable engagement structure.
(3)項の発明では、(2)項に記載の発明において、一方のエンドプレートとテンション部材とを着脱可能な係合構造により予め締結しておくことにより、積層されたセルに適正な圧縮荷重を精度よく付与した状態で、工具等を使用することなく、燃料電池のエンドプレートとテンション部材をさらに容易に締結することができ、しかも、燃料電池を廃棄するときなど、分解するときに工具を使用することなく、容易に分解することができる。 In the invention of the item (3), in the invention described in the item (2), an appropriate compression can be applied to the stacked cells by fastening one end plate and the tension member in advance with a detachable engagement structure. With the load applied accurately, the end plate of the fuel cell and the tension member can be more easily fastened without using a tool, etc., and when disassembling the fuel cell, etc. Can be easily disassembled without using.
(4) 複数のセルを積層してなるモジュールの両端にエンドプレートを配置し、セルに対してその積層方向に所定の値の圧縮荷重を付与した状態で両エンドプレートをテンション部材に締結してなる燃料電池であって、
一方のエンドプレートとテンション部材とが着脱可能な係合構造により締結されており、他方のエンドプレートとテンション部材とが溶接により固着されていることを特徴とする燃料電池。
(4) End plates are arranged at both ends of a module formed by laminating a plurality of cells, and both end plates are fastened to a tension member in a state where a compression load of a predetermined value is applied to the cells in the laminating direction. A fuel cell comprising
A fuel cell, wherein one end plate and a tension member are fastened by a detachable engagement structure, and the other end plate and the tension member are fixed by welding.
(4)項の発明では、一方のエンドプレートとテンション部材とを着脱可能な係合構造により工具を使用することなく容易に締結することができ、セルに対して圧縮荷重を付与してその圧縮荷重が所定の値となったときにエンドプレートとテンション部材とが溶接により固着されていることにより、燃料電池を、積層されたセルに適正な圧縮荷重を精度よく付与した状態でエンドプレートとテンション部材が確実に締結できる構造とすることができ、しかも、燃料電池を廃棄するときなど、分解するときに工具を使用することなく、容易に分解することが可能な構造とすることができる。 In the invention of (4), one end plate and the tension member can be easily fastened without using a tool due to the detachable engagement structure, and a compression load is applied to the cell to compress it. When the load reaches a predetermined value, the end plate and tension member are fixed together by welding, so that the fuel cell can be applied to the stacked cells with an appropriate compressive load accurately applied to the end plate and tension. The member can be securely fastened, and can be easily disassembled without using a tool when disassembling such as when the fuel cell is discarded.
まず最初に、本発明により組み立てられる燃料電池の概略の構造を図1および図2に基づいて簡単に説明する。
燃料電池は、概略、複数のセル10を積層してなるモジュール1の積層方向両端にエンドプレート2,3を配置し、各セル10に対してその積層方向に所定の値の圧縮荷重を付与した状態で両エンドプレート2,3をテンション部材4に締結してなるものである。
First, a schematic structure of a fuel cell assembled according to the present invention will be briefly described with reference to FIGS.
In the fuel cell, generally,
モジュール1は、燃料電池の大きさや出力などによって異なるが、例えば300〜400枚程度の板状のセル10を積層することにより構成されている。各セル10は、電解質膜の両面に電極が積層されて膜−電極アセンブリ(MEA)が構成されており、このMEAの両面にガス拡散層が積層されてMEGAが構成され、MEGAの両面または片面にセパレータが積層されている。セパレータには燃料ガス、酸化ガス、冷媒をそれぞれ供給・排出するためのマニホールド孔が形成されており、これらのマニホールド孔の周囲にはガスケットが設けられている。
The
図2に示すように、モジュール1の両端にはエンドプレート2,3が配置されており、一方のエンドプレート2とモジュール1との間には圧縮バネ6が介装されており、セル10に対してその積層方向に所定の値の圧縮荷重を付与した状態で両エンドプレート2,3をテンション部材4に締結し保持することにより、各セル10を積層(スタック)した状態でガスケットからそれぞれ燃料ガス、酸化ガス、冷媒がそれぞれ漏れないようにしている。
As shown in FIG. 2,
一方のエンドプレート(以下、第1エンドプレートという)2は、板状の素材をプレス加工することにより、図2に示すように、モジュール受け面20の端縁に直交する方向に延びるフランジ部21が形成されている。フランジ部21には外側に膨出させるように形成することによりスリット状の受け部50が複数(図1に示した実施の形態では4箇所)設けられている。
One end plate (hereinafter referred to as a first end plate) 2 is a
他方のエンドプレート(以下、第2エンドプレートという)3は、第1エンドプレート2と同様に、板状の素材をプレス加工することにより、図2に示すように、モジュール受け面30の端縁に直交する方向に延びるフランジ部31が形成されている。しかしながら、第2エンドプレート3のフランジ部31は、受け部50が設けられておらず、平坦に成形されている。
The other end plate (hereinafter referred to as the second end plate) 3 is formed by pressing a plate-like material in the same manner as the
テンション部材4は、図1に示すように、板状の素材をプレス加工することにより成形されたもので(以下、テンションプレート4という)、図1における水平方向の長さ(幅)は、保持するモジュール1の積層方向長さおよび第1エンドプレート2側に介装される圧縮バネ6の長さなどと対応して、第1および第2エンドプレート2,3のフランジ部21,31と充分に締結し得る長さに設定されている。そして、テンションプレート4の、第1エンドプレート2と対応する側の側縁であって、受け部50と対応する位置には、窓51が穿設されており、且つ、窓51内には第2エンドプレート3側に向かって突出する係合舌片52が形成されている。第1エンドプレート2のスリット状の受け部50にテンションプレート4の窓51を対応させるようにして重ね(図3参照)、第1エンドプレート2に対してテンションプレート4を第2エンドプレート3側に向かって相対的にスライドさせることにより(図4参照)、第1エンドプレート2のスリット状の受け部50にテンションプレート4の係合舌片52が挿入されて、第1エンドプレート2とテンションプレート4が工具などを使用することなく容易に且つ確実に係合することができ、また、この係合された状態から、第1エンドプレート2に対してテンションプレート4を第2エンドプレート3から離れる方向に相対的にスライドさせることにより、第1エンドプレート2のスリット状の受け部50からテンションプレート4の係合舌片52が抜き出され、工具などを使用することなく第1エンドプレート2とテンションプレート4との係合を容易に且つ確実に解除することができる係合構造5が構成されている。
As shown in FIG. 1, the
次に、本発明の燃料電池の組み立て方法の実施の一形態を、以上のような構造の燃料電池を組み立てる場合により、主に図3〜図6に基づいて詳細に説明する。
本発明の燃料電池の組み立て方法は、概略、複数のセル10を積層してなるモジュール1の積層方向の両端にエンドプレート2,3を配置し、セル10に対してその積層方向に所定の値の圧縮荷重を付与した状態で両エンドプレート2,3をテンション部材4に締結するもので、一方のエンドプレート2とテンション部材4とを予め締結しておき、セル10に対して圧縮荷重を付与しつつその荷重を測定し、圧縮荷重が所定の値となったときに他方のエンドプレート3とテンション部材4とを固着する。
さらに本発明は、他方のエンドプレート3とテンション部材4とを溶接により固着するものであり、さらにまた、一方のエンドプレート2とテンション部材4とを着脱可能な係合構造5で予め締結しておき、その後、セル10に対して圧縮荷重を付与しつつその荷重を測定して、圧縮荷重が所定の値となったときに他方のエンドプレート3とテンション部材4とを固着するものである。
Next, an embodiment of the fuel cell assembling method of the present invention will be described in detail mainly based on FIGS. 3 to 6 in the case of assembling the fuel cell having the above structure.
The method for assembling a fuel cell of the present invention generally includes
In the present invention, the
燃料電池を組み立てるに際しては、複数のセル10を積層してモジュール1を構成する。上述したように、互いに隣接するセル10の間には、ガスケットがマニホールド孔の周囲に設けられている。上述したように、各セル10の厚さは、成形時の加工公差を含んでいる。また、互いに隣接するセル10の間のマニホールド孔の周囲に設けられたガスケットの厚さも公差を含んでいる。そのため、モジュール1のセル10を積層した方向の長さ(厚さ)が個別に異なり変化する(個体差が生じている)こととなる。さらに、第1エンドプレート2とテンションプレート4の係合構造5の成形位置や、第1エンドプレート2とモジュール1との間に介装される圧縮バネ6の長さやバネ係数などにも個体差が生じている。
When the fuel cell is assembled, the
そこで、これらの個体差が生じている各構成部品を、それぞれセル10に適正な値の圧縮荷重を付与してガスケットのシール機能を保障し且つセル10の破損を防止した状態で組み付けるために、本発明では、最初に図3に示すように、第1エンドプレート2のスリット状の受け部20にテンションプレート4の窓51を対応させて重ね、図4に示すように、第1エンドプレート2に対してテンションプレート4を第2エンドプレート3側に向かって相対的にスライドさせることにより、第1エンドプレート2のスリット状の受け部50にテンションプレート4の係合舌片52を挿入して係合する。
Therefore, in order to assemble each component having these individual differences in a state where a compressive load of an appropriate value is applied to each
次いで、図5に示すように、第1エンドプレート2と第2エンドプレート3との間にモジュール1が配置されると共に、第1エンドプレート2とモジュール1との間に圧縮バネ6が配置された状態で、油圧シリンダなどの押圧手段により第1エンドプレート2と第2エンドプレート3とを互いに相対的に近づけるように移動させて押圧する(図5では、第2エンドプレート3を移動不能に保持して、矢印で示すように第1エンドプレート2を押圧する場合で示したが、本発明は、この実施の形態に限定されることはなく、第1エンドプレート2を移動不能に保持して第2エンドプレート3を押圧してもよく、また、第1および第2エンドプレート2,3の双方を互いに近づけるように押圧してもよい)。これにより、モジュール1を構成している各セル10は圧縮バネ6を介して圧縮荷重が付与されることとなる。そして、このときのモジュ−ル1が受ける圧縮荷重は、油圧シリンダなどの押圧手段の負荷や、第2エンドプレート3の押圧されることにより受ける荷重を測定することによって、その値を検知することができる。また、第1および第2エンドプレート2,3が互いに近づくように押圧されることによって、第1エンドプレート2に基端部40が予め締結されたテンションプレート4の先端部(図5における右方端部)41は、第2エンドプレート3のフランジ部31と充分な長さにわたって重なり合うこととなる。
Next, as shown in FIG. 5, the
モジュール1を構成する各セル10に対する圧縮荷重が所定の値に達したことが検知されると、第1エンドプレート2と第2エンドプレート3とを互いに近づけるように移動させるのを停止して、押圧した状態を保持し、図6に示すように、テンションプレート4の先端部41と第2エンドプレート3のフランジ部31とをたとえばアークスポット溶接によって固着する。
When it is detected that the compressive load on each
このようにして組み立てられた燃料電池では、複数のセル10を積層してなるモジュール1の積層方向両端にエンドプレート2,3を配置し、モジュール1に所定の値の圧縮荷重を付与した状態で、一方の第1エンドプレート2と着脱可能な係合構造5により基端部40が締結されたテンション部材4の先端部41が、他方の第2エンドプレート3と溶接により固着されている。そのため、モジュール1を構成する各セル10に適正な値の圧縮荷重を精度よく付与した状態で組み立てられることが可能な構造となっている。
In the fuel cell assembled in this manner, the
また、上述した実施の形態では、着脱可能な係合構造5を採用したことにより、燃料電池を廃棄するなど分解する必要がある場合には、第2エンドプレート3とテンションプレート4との固着を溶断などによって解除したり、テンションプレート4を破断することによって、工具などを使用することなく、第1エンドプレート2とテンションプレート4を容易に且つ確実に取り外すことができる。
In the above-described embodiment, since the
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されることはなく、テンション部材4を単一の板状のテンションプレート4とすることなく、複数の棒状または帯状のテンション部材4などにより第1エンドプレート2と第2エンドプレート3とに締結してもよい。また、第1エンドプレート2とテンション部材4との着脱可能な係合構造5は、上述した係合受け部50と係合舌片52との組み合わせによるものに限定されることはなく、たとえば特許文献1に開示された締結構造も参考として本発明に含まれる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the first end is formed by a plurality of rod-like or belt-
さらに、本発明は、上述した実施の形態に限定されることはなく、第1エンドプレート2とテンション部材4との着脱可能な係合構造5を採用することなく、モジュール1に所定の値の圧縮荷重を付与した状態で、一方のエンドプレート2とテンション部材4とを固着すると共に、他方のエンドプレート3とテンション部材4とを固着することも含まれる。
Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the
1:モジュール、 2:第1エンドプレート(一方のエンドプレート)、 3:第2エンドプレート(他方のエンドプレート)、 4:テンションプレート(テンション部材)、 5:着脱可能な係合構造、 10:セル、 50:スリット状の受け部、 52:舌片 1: module, 2: first end plate (one end plate), 3: second end plate (the other end plate), 4: tension plate (tension member), 5: detachable engagement structure, 10: Cell, 50: slit-shaped receiving part, 52: tongue
Claims (4)
一方のエンドプレートとテンション部材とを予め締結しておき、セルに対して圧縮荷重を付与しつつその圧縮荷重を測定し、圧縮荷重が所定の値となったときに他方のエンドプレートとテンション部材とを固着することを特徴とする燃料電池の組み立て方法。 Assembly of a fuel cell in which end plates are arranged at both ends of a module formed by laminating a plurality of cells, and both end plates are fastened to a tension member in a state in which a compressive load having a predetermined value is applied to the cells in the laminating direction. A method,
One end plate and a tension member are fastened in advance, and the compression load is measured while applying a compression load to the cell. When the compression load reaches a predetermined value, the other end plate and the tension member And a method of assembling the fuel cell.
一方のエンドプレートとテンション部材とが着脱可能な係合構造により締結されており、他方のエンドプレートとテンション部材とが溶接により固着されていることを特徴とする燃料電池。 A fuel cell in which end plates are arranged at both ends of a module formed by stacking a plurality of cells, and both end plates are fastened to a tension member in a state in which a compressive load having a predetermined value is applied to the cells in the stacking direction. Because
A fuel cell, wherein one end plate and a tension member are fastened by a detachable engagement structure, and the other end plate and the tension member are fixed by welding.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008225912A JP2010061965A (en) | 2008-09-03 | 2008-09-03 | Assembling method for fuel battery, and the fuel battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008225912A JP2010061965A (en) | 2008-09-03 | 2008-09-03 | Assembling method for fuel battery, and the fuel battery |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010061965A true JP2010061965A (en) | 2010-03-18 |
Family
ID=42188548
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008225912A Pending JP2010061965A (en) | 2008-09-03 | 2008-09-03 | Assembling method for fuel battery, and the fuel battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010061965A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015207422A (en) * | 2014-04-18 | 2015-11-19 | トヨタ自動車株式会社 | fuel cell stack |
DE102015109886A1 (en) | 2014-06-25 | 2015-12-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | A method of assembling a fuel cell and apparatus for assembling a fuel cell |
JP2021044199A (en) * | 2019-09-13 | 2021-03-18 | 本田技研工業株式会社 | Fuel cell stack, terminal structure for fuel cell stack, and method for manufacturing terminal structure for fuel cell stack |
CN114665136A (en) * | 2022-02-21 | 2022-06-24 | 中电科(宁波)海洋电子研究院有限公司 | Fixing device for assembling fuel cell for ship |
-
2008
- 2008-09-03 JP JP2008225912A patent/JP2010061965A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015207422A (en) * | 2014-04-18 | 2015-11-19 | トヨタ自動車株式会社 | fuel cell stack |
DE102015109886A1 (en) | 2014-06-25 | 2015-12-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | A method of assembling a fuel cell and apparatus for assembling a fuel cell |
US10511046B2 (en) | 2014-06-25 | 2019-12-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell assembling method and fuel cell assembling apparatus |
JP2021044199A (en) * | 2019-09-13 | 2021-03-18 | 本田技研工業株式会社 | Fuel cell stack, terminal structure for fuel cell stack, and method for manufacturing terminal structure for fuel cell stack |
JP7129390B2 (en) | 2019-09-13 | 2022-09-01 | 本田技研工業株式会社 | Fuel cell stack, terminal structure for fuel cell stack, and method for manufacturing terminal structure for fuel cell stack |
CN114665136A (en) * | 2022-02-21 | 2022-06-24 | 中电科(宁波)海洋电子研究院有限公司 | Fixing device for assembling fuel cell for ship |
CN114665136B (en) * | 2022-02-21 | 2024-05-24 | 中电科(宁波)海洋电子研究院有限公司 | Fixing device for assembling fuel cell for ship |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6190793B1 (en) | Electrochemical fuel cell stack with an improved compression assembly | |
EP2988355B1 (en) | Fuel-cell-stack manufacturing method and manufacturing device | |
JP4762366B2 (en) | Fuel cell stack and method of fastening fuel cell stack | |
TWI632729B (en) | A fuel cell stack assembly | |
CA2910082C (en) | Insulating structure, fuel cell and fuel cell stack | |
US8697312B2 (en) | Cell stack of fuel cell and method of fastening cell stack of fuel cell | |
US20140220473A1 (en) | Fuel Cell Assembly | |
JP2010061965A (en) | Assembling method for fuel battery, and the fuel battery | |
CA2911024C (en) | Fuel cell device | |
JP2009054378A (en) | Fuel cell | |
JP2006179402A (en) | Fuel cell | |
WO2014091878A1 (en) | Fuel cell stack and load distribution method involving use of fuel cell stack | |
JP5200533B2 (en) | Fuel cell unit and fuel cell | |
JP2008047321A (en) | Fuel cell stack | |
JP2008103215A (en) | Assembling method of fuel cell stack | |
EP2936604B1 (en) | Fuel cell stack assembly and method of assembly | |
JP2010009844A (en) | Fuel cell stack | |
US10243230B2 (en) | Fuel battery | |
JP6703298B2 (en) | Fuel cell | |
JP2007268676A (en) | Clamping fixture | |
JP2018022653A (en) | Power generation inspection device | |
JP2009193922A (en) | Fuel cell | |
JP2005197153A (en) | Solid polymer fuel cell power generation block and fuel cell stack | |
JP2010092651A (en) | Fuel battery stack | |
JP2006092778A (en) | Fuel cell fastening device |