JP2016081667A

JP2016081667A - 燃料電池用集電板、燃料電池スタック、燃料電池システム、および燃料電池システムの製造方法

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Publication number: JP2016081667A
Application number: JP2014210560A
Authority: JP
Inventors: 文成雫; Fuminari Shizuku; 田中　秀明; Hideaki Tanaka; 秀明田中
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-10-15
Filing date: 2014-10-15
Publication date: 2016-05-16
Anticipated expiration: 2034-10-15
Also published as: KR101834043B1; JP6112092B2; DE102015116878A1; CA2907281A1; DE102015116878B4; CN105529481B; US9882225B2; KR20160044419A; US20160111733A1; CN105529481A; CA2907281C

Abstract

【課題】燃料電池スタックから集電した電力を取出す際の導電抵抗の増大を抑制する技術を提供する。
【解決手段】燃料電池が発電した電力を集電する集電部と、集電部にて集電した電力を出力するための端子部であって、バスバーが取付けられる端子部と、を備える、燃料電池用の集電板であって、端子部は、集電部と電気的に接続された端子部本体と、端子部本体に固定された第１のねじ部と、第１のねじ部に螺合してバスバーの一端を端子部に固定する第２のねじ部と、端子部本体の第１のねじ部が設けられた面と同一の面に設けられる突起部と、を備え、突起部は、バスバーの一端が端子部に固定され、バスバーの他端が他の機器に固定された場合に、バスバーに対して、第２のねじ部を締め込む際の第２のねじ部の回転方向後ろ側に配置される。
【選択図】図５

Description

本発明は、燃料電池に関する。

燃料電池（以下、単セルとも称する。）を複数積層して構成される燃料電池スタックでは、各単セルで発電された電力を集電して外部に供給するための集電板を備えている。この集電板は、単セルにて発電した電力を集電する集電部と、集電した電力を出力する端子部とを備える（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−２２８１９２号公報

燃料電池スタックにて発電された電力を出力する場合には、集電板の端子部に、例えば、バスバー等の配線が接続され、バスバーを介してリレー等の機器が接続される。集電板の端子部にバスバー等を接続する場合、ボルトとナット等のねじにて締結することが多い。このねじによる締結に伴う過大トルクが集電板の端子部に作用すると、端子部のバスバーとの接触面が変形するおそれがある。そうすると、端子部とバスバーの接触不良により、導電抵抗が大きくなり、燃料電池スタックから集電した電力を効率よく取出すことができない可能性があった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態によれば、燃料電池に用いられる集電板が提供される。この集電板は、燃料電池が発電した電力を集電する集電部と、前記集電部にて集電した電力を出力するための端子部であって、バスバーが取付けられる端子部と、を備え、前記端子部は、前記集電部と電気的に接続された端子部本体と、前記端子部本体に固定された第１のねじ部と、前記第１のねじ部に螺合して前記バスバーの一端を前記端子部に固定する第２のねじ部と、前記端子部本体の前記第１のねじ部が設けられた面と同一の面に設けられる突起部とを備え、前記突起部は、前記バスバーの前記一端が前記端子部に固定され、前記バスバーの他端が他の機器に固定された場合に、前記バスバーに対して、前記第２のねじ部を締め込む際の前記第２のねじ部の回転方向後ろ側に配置される。

この形態の集電板によれば、端子部が第１のねじ部と突起部とを備えるため、端子部にバスバーを接続して燃料電池スタックによる発電電力を出力させる場合に、バスバーの他端を他の機器に固定した状態で、バスバーの一端を端子部に固定すると、第２のねじ部の締め付けに伴う過大トルクが端子部に作用しても、固定されたバスバーに突起部が接触して、端子部本体の回転(変形）が抑制される。その結果、端子部とバスバーとの接触不良による導電抵抗の増大が抑制され、燃料電池スタックの発電した電力の取出し効率の低下を抑制することができる。

（２）上記形態の集電板において、突起部は、前記バスバーの前記一端が前記端子部に固定され、前記バスバーの他端が他の機器に固定された場合に、前記第１のねじ部の中心に対して、前記バスバーの長手方向内側に配置されてもよい。このようにすると、第１のねじ部の中心に対してバスバーの長手方向外側に突起部を配置する場合と比較して、第１のねじ部の中心から突起部までの距離を長くとることができる場合が多い。その結果、より確実に、突起部によって、端子部本体の回転(変形）を抑制することができる。

（３）上記形態の集電板において、台座に前記第１のねじ部が形成されたねじユニットと、前記台座を前記端子部本体に取付ける取付け部材と、を備え、前記突起部は、前記取付け部材によって形成されてもよい。このようにすると、第１のねじ部を溶接等により直接端子部本体に形成する場合と比べて、端子部本体の変形を抑制することができるため、好ましい。また、取付け部によって、突起部を構成しているため、別に突起部を設ける場合と比較して、部品点数を減らすことができ、コスト低減に資する。

（４）本発明の他の形態によれば、燃料電池スタックが提供される。この燃料電池スタックは複数の燃料電池を積層した積層体と、上記の集電板と、を備えてもよい。この燃料電池スタックによれば、集電板の端子部が第１のねじ部と突起部とを備えるため、端子部にバスバーを接続して燃料電池スタックによる発電電力を出力させる場合に、バスバーの他端を固定した状態で、バスバーの一端を端子部に固定すると、第２のねじの締め付けに伴う過大トルクが端子部本体に作用しても、固定されたバスバーに突起部が接触して、端子部本体の回転(変形）が抑制される。その結果、端子部とバスバーとの接触不良による導電抵抗の増大が抑制され、燃料電池スタックの発電した電力の取り出し効率の低下を抑制することができる。

（５）本発明の他の形態によれば、燃料電池システムが提供される。この燃料電池システムは、上記の燃料電池スタックと、
前記一端が前記燃料電池スタックの前記集電板に固定される前記バスバーと、前記バスバーの前記他端に固定される機器と、を備えてもよい。この燃料電池システムによれば、バスバーの他端を機器に固定して、機器を所定の位置に固定した状態で、バスバーの一端を端子部に固定すると、第２のねじの締め付けに伴う過大トルクが端子部本体に作用しても、固定されたバスバーに突起部が接触して、端子部本体の回転(変形）が抑制される。その結果、端子部とバスバーとの接触不良による導電抵抗の増大が抑制され、燃料電池スタックの発電した電力の取り出し効率の低下を抑制することができる。

（６）本発明の他の形態によれば、燃料電池システムの製造方法が提供される。この燃料電池システムは上記の燃料電池システムであって、燃料電池システムの製造方法は、（Ａ）前記燃料電池スタックを予め定められた位置に配置する工程と、（Ｂ）前記機器を予め定められた位置に固定する工程と、（Ｃ）前記バスバーを前記機器に固定する工程と、（Ｄ）前記機器に固定された前記バスバーを、前記燃料電池スタックの前記集電板の前記端子部に固定する工程と、を備えてもよい。このようにすると、第２のねじの締め付けに伴う過大トルクが端子部本体に作用しても、固定されたバスバーに突起部が接触して、端子部本体の回転(変形）が抑制される。その結果、端子部とバスバーとの接触不良による導電抵抗の増大が抑制され、燃料電池スタックの発電した電力の取り出し効率の低下を抑制することができる。

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、燃料電池システムを搭載した移動体等の形態で実現することができる。

本発明の一実施形態としての燃料電池スタックの構成を示す概略斜視図である。集電板１６０Ｆと燃料電池１００と集電板１６０Ｅの配置の様子を概略的に示す説明図である。本発明の一実施形態としての集電板の端子部を拡大して斜視で示す部分拡大図である。図３におけるＡ視を示す概略側面図である。図４におけるＢ視を示す概略平面図である。本発明の一実施形態の燃料電池システムの概略構成を示す説明図である。燃料電池システムの製造方法の一部を示す工程図である。第２実施形態の集電板の端子部を拡大して斜視で示す部分拡大図である。図８におけるＡ視を示す概略側面図である。

Ａ．第１実施形態：
Ａ１．燃料電池スタックの構成：
図１は本発明の一実施形態としての燃料電池スタックの構成を示す概略斜視図である。燃料電池スタック１０は、一つの発電単位としての燃料電池１００をｚ方向（以下、「積層方向」とも称する。）に複数積層した積層体１２を、集電板１６０Ｆ，１６０Ｅ、絶縁板１６５Ｆ，１６５Ｅを介して、エンドプレート１７０Ｆ，１７０Ｅで挟持したスタック構造を有している。燃料電池１００と、集電板１６０Ｆ，１６０Ｅと、絶縁板１６５Ｆ，１６５Ｅ、およびエンドプレート１７０Ｆ，１７０Ｅは、それぞれ、略矩形状の外形を有するプレート構造を有しており、長辺がｘ方向（水平方向）で短辺がｙ方向（垂直方向，鉛直方向）に沿うように配置されている。以下の説明において、図１におけるｚ軸プラス方向を前、ｚ軸マイナス方向を後ろと表現する。

前端側におけるエンドプレート１７０Ｆと絶縁板１６５Ｆと集電板１６０Ｆは、燃料ガス供給孔１７２ＩＮおよび燃料ガス排出孔１７２ＯＴと、酸化剤ガス供給孔１７４ＩＮおよび酸化剤ガス排出孔１７４ＯＴと、冷却水供給孔１７６ＩＮおよび冷却水排出孔１７６ＯＴとを有する。以下、これらの供給孔および排出孔をまとめて、「給排孔」とも称する。これらの給排孔は、各燃料電池１００の対応する位置に設けられているそれぞれの孔（不図示）と連結して、それぞれに対応するガス或いは冷却水の給排マニホールドを構成する。その一方、後端側におけるエンドプレート１７０Ｅと絶縁板１６５Ｅと集電板１６０Ｅには、これらの給排孔は設けられていない。これは、反応ガス（燃料ガス，酸化剤ガス）および冷却水を前端側のエンドプレート１７０Ｆからそれぞれの燃料電池１００に対して供給マニホールドを介して供給しつつ、それぞれの燃料電池１００からの排出ガスおよび排出水を前端側のエンドプレート１７０Ｆから外部に対して排出マニホールドを介して排出するタイプの燃料電池であることによる。ただし、これに限定されるものではなく、例えば、前端側のエンドプレート１７０Ｆから反応ガスおよび冷却水を供給し、後端側のエンドプレート１７０Ｅから排出ガスおよび排出水が外部へ排出されるタイプ等の種々のタイプとすることができる。本実施形態において、冷却水は、燃料電池１００を冷却あるいは加熱して目的の温度に制御する熱媒体である。

酸化剤ガス供給孔１７４ＩＮは、前端側のエンドプレート１７０Ｆの下端の外縁部にｘ方向（長辺方向）に沿って配置されており、酸化剤ガス排出孔１７４ＯＴは、上端の外縁部にｘ方向に沿って配置されている。燃料ガス供給孔１７２ＩＮは、前端側のエンドプレート１７０Ｆの右端の外縁部のｙ方向（短辺方向）の上端部に配置されており、燃料ガス排出孔１７２ＯＴは、左端の外縁部のｙ方向の下端部に配置されている。冷却水供給孔１７６ＩＮは、酸化剤ガス供給孔１７４ＩＮの下側にｙ方向に沿って配置されており、冷却水排出孔１７６ＯＴは、酸化剤ガス排出孔１７４ＯＴの上側にｙ方向に沿って配置されている。なお、上記した各給排孔は、燃料電池１００においては、複数の給排孔に後述するように分けられている。

図２は集電板１６０Ｆと燃料電池１００と集電板１６０Ｅの配置の様子を概略的に示す説明図である。前端側の集電板１６０Ｆおよび後端側の集電板１６０Ｅは、各燃料電池１００の発電電力を集電し、集電端子１６３Ｆ，１６３Ｅを介して外部へ出力する。以下、集電板１６０Ｆ，１６０Ｅを区別する必要のない場合には、集電板１６０と称する。集電板１６０の構成については、後に詳述する。

図示するように、燃料電池１００は、チタン製のアノード側セパレータ１２０とチタン製のカソード側セパレータ１３０とシール部材一体型ＭＥＡ（ＭｅｍｂｒａｎｅＥｌｅｃｔｒｏｄｅＡｓｓｅｍｂｌｙ:膜電極接合体）１４０とを備える。燃料電池１００は、その周縁に、燃料ガス供給孔１０２ＩＮおよび燃料ガス排出孔１０２ＯＴと、６つの酸化剤ガス供給孔１０４ＩＮおよび７つの酸化剤ガス排出孔１０４ＯＴと、３つの冷却水供給孔１０６ＩＮおよび３つの冷却水排出孔１０６ＯＴとを備える。これら給排孔は、エンドプレート１７０Ｆにおける燃料ガス供給孔１７２ＩＮ等と繋がる。燃料電池１００を複数積層して、燃料電池スタック１０を構成すると、これらの給排孔により、各燃料電池１００に燃料ガス、酸化剤ガス、および冷却水を供給するマニホールドや、各燃料電池１００から燃料ガス、酸化剤ガス、および冷却水を排出させるマニホールドが形成される。なお、上述の給排孔の周囲には、図示せざるシール部が形成されており、シール部によって、燃料電池１００が積層された際のセパレータ間およびセパレータと集電板間におけるマニホールドのシール性が確保されている。

アノード側セパレータ１２０およびカソード側セパレータ１３０は、ガス遮断性および電子伝導性を有する部材によって構成されていればよく、構成材料は、本実施形態に限定されない。例えば、カーボン粒子を圧縮してガス不透過とした緻密質カーボン等のカーボン製部材や、ステンレス鋼、アルミニウム、それらの合金などの金属部材によって形成されてもよい。なお、これらの各プレートは、冷却水に晒されるので、耐食性の高い金属を用いることが好ましい。

なお、図１，２において、燃料電池スタック１０において発電された電力を出力するための端子部１６３Ｆ，１６３Ｅに接続されるバスバー５０を破線で図示している。

Ａ２．集電板の構成：
図２に示すように、集電板１６０Ｆは、各燃料電池１００にて発電された電力を集電する集電部１６１Ｆと、集電部１６１Ｆにて集電された電力を外部に出力するための端子部１６３Ｆと、を備える。本実施形態において、集電部１６１Ｆは、アルミニウム製の金属板の両面に、チタン製の金属板を積層した金属板である。集電部１６１Ｆの周縁部には、燃料ガス供給孔１６２ＩＮおよび燃料ガス排出孔１６２ＯＴと、酸化剤ガス供給孔１６４ＩＮおよび酸化剤ガス排出孔１６４ＯＴと、冷却水供給孔１６６ＩＮおよび冷却水排出孔１６６ＯＴとを備える。これら給排孔は、複数の燃料電池を積層して燃料電池スタックを構成する場合に、エンドプレートや燃料電池の対応する各給排孔と繋がり、燃料電池に各反応ガス・冷却水を供給するマニホールドとして機能する。本実施形態における複数の燃料電池１００が積層された積層体１２が、請求項１における集電部が集電する電力を発電する燃料電池に相当する。

図３は、本発明の一実施形態としての集電板の端子部を拡大して斜視で示す部分拡大図である。図４は、図３におけるＡ視を示す概略側面図である。図５は、図４におけるＢ視を示す概略平面図である。図３〜５では、端子部１６３Ｆに接続されるバスバー５０も図示している。図３〜５に示すように、端子部１６３Ｆは、端子部本体２０と、雄ねじユニット３０と、リベット４０と、ナット６０と、を備える。図３に示すように、端子部本体２０は、集電部１６１Ｆの一方の短辺に設けられ、集電部１６１Ｆの板面（燃料電池１００または絶縁板１６５Ｆと接触する面）と、略直角に積層方向後方（ｚ軸マイナス方向）に屈曲された後、集電部１６１の長辺（ｘ軸）と平行に外側に屈曲されている。端子部本体２０は、アルミニウム製の金属板から成り、集電部１６１Ｆを構成するアルミニウム製の金属板と一体的に形成されている。雄ねじユニット３０は、台座３２とボルト３４とを備え、ボルト３４の雄ねじが切られた軸部３４２が台座３２を貫通した状態で、ボルト３４が台座３２にプロジェクション溶接により接合されている。なお、スポット溶接等、他の技術によってボルト３４を台座３２に接合してもよい。本実施形態において、台座３２は、ステンレス鋼によって形成されているが、これに限定されず、アルミニウム、チタン、それらの合金等、種々の金属板を用いることができる。

図４に示すように、端子部本体２０には、ボルト３４の軸部３４２が貫通する貫通孔２２が形成されている。雄ねじユニット３０の台座３２と、端子部本体２０とには、対応する位置に、リベット４０が貫通する貫通孔３２２，２４がそれぞれ形成されている。ボルト３４の軸部３４２を、端子部本体２０の貫通孔２２に貫通させると共に、リベット４０を台座３２および端子部本体２０の貫通孔２４に挿通して、リベット４０の先端を加圧変形させることにより、雄ねじユニット３０が端子部本体２０に装着される。本実施形態では、リベット４０の先端を、端子部本体２０から所定の長さ突出するように加圧変形させて、端子部本体２０のボルト３４が突出する面に突起部４２を形成している。

図５に示すように、端子部１６３Ｆにバスバー５０を取付けると、突起部４２は、バスバー５０に対して、ナット６０の締め付け時の回転方向の後ろ側であって、軸部３４２に対してバスバー５０の長手方向内側に配置されている。本実施形態における軸部３４２が請求項における第１のねじ部に相当し、ナット６０が請求項における第２のねじ部に相当し、雄ねじユニット３０が請求項におけるねじユニットに相当し、リベット４０が請求項における取付け部材に相当する。

後端側の集電板１６０Ｅは、上述の通り、給排孔の有無において前端側の集電板１６０Ｆと相違するものの、他の構成については、ほぼ同様である。すなわち、集電板１６０Ｅも、集電板１６０Ｆと同様に、集電部１６１Ｅと、端子部１６３Ｅと、を備える。端子部１６３Ｅの構成は、集電板１６０Ｆの端子部１６３Ｆと同様である。端子部１６３Ｆと端子部１６３Ｅとを区別する必要がないときは、端子部１６３と称する。

Ａ３．燃料電池システム：
図６は、本発明の一実施形態の燃料電池システムの概略構成を示す説明図である。図示するように、燃料電池システム５００は、燃料電池スタック１０と、燃料ガス供給系３１０と、アノード排ガス排出系３２０と、酸化剤ガス供給系３３０と、カソード排ガス排出系３４０と、冷却水循環系３５０と、バスバー５０と、リレー２１０と、燃料電池スタックケース２２０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３０と、インバータ２４０と、外部負荷２５０と、を主に備える。燃料ガス供給系３１０と、アノード排ガス排出系３２０と、酸化剤ガス供給系３３０と、カソード排ガス排出系３４０と、冷却水循環系３５０とは、ポンプ、給排弁等を備えるが、その図示は省略する。図８に示すように、燃料電池スタック１０において発電された電力は、リレー２１０を介してＤＣ／ＤＣコンバータ２３０に出力され、外部負荷２５０の要求に応じた直流電力に変換され、インバータ２４０にて交流電力に変換されて、外部負荷２５０に供給される。本実施形態において、燃料電池スタック１０およびリレー２１０は、燃料電池スタックケース２２０内に収納されており、バスバー５０を介して接続されている。本実施形態におけるリレー２１０が、請求項における機器に相当する。

図７は、燃料電池システムの製造方法の一部を示す工程図である。図７では、燃料電池スタック１０にリレー２１０を取付ける工程を示している。まず、燃料電池スタック１０を燃料電池スタックケース２２０内に配置する（ステップＳ１０２）。その後、リレー２１０を燃料電池スタックケース２２０内に取付ける（ステップＳ１０６）。燃料電池スタック１０の端子部１６３とリレー２１０との距離に応じたバスバー５０を選択し、バスバー５０をリレー２１０に固定する（ステップＳ１０８）。このとき、バスバー５０の一方の貫通孔５４（図４）を、端子部１６３の軸部３４２に掛け、他の貫通孔５２（図３）を、リレー２１０側の接続端子の貫通孔に合わせて、ボルト５６とナット(不図示)にて固定する。リレー２１０はステップＳ１０６において、燃料電池スタックケース２２０に固定されているため、ステップＳ１０８によって、バスバーの貫通孔５２側の端部が固定される。その後、ナット６０を軸部３４２に螺合させて、バスバー５０を燃料電池スタック１０の端子部１６３に固定する（ステップＳ１１０）。

Ａ４．第１実施形態の効果：
第１実施形態の集電板１６０は、集電した電力を出力するための端子部１６３を備え、端子部１６３は、雄ねじが切られた軸部３４２と、軸部３４２と同じ面に突起部４２とを備える。本実施形態の燃料電池スタック１０は、集電板１６０を備える。本実施形態の燃料電池システム５００は、燃料電池スタック１０を備え、上記の工程で燃料電池スタック１０にリレー２１０を取付ける。図５に示すように、ナット６０を締め付けてバスバー５０を固定する場合に、ナット６０を締め切った後になおナット６０を締め付け方向に回転させようとすると、端子部１６３の端子部本体２０にナット６０の締め付けに伴う過大トルクが作用する（図５中矢印）。端子部１６３は突起部４２を備えるため、図５に示すように端子部本体２０に過大トルクが作用しても、他端が固定されたバスバー５０に、突起部４２が接触して、端子部本体２０の回転（変形）が抑制される。その結果、端子部本体２０とバスバー５０との接触不良による導電抵抗の増大が抑制され、燃料電池スタックの発電した電力の取り出し効率の低下を抑制することができる。

また、本実施形態の集電板１６０では、ボルト３４を台座３２に接合した雄ねじユニット３０をリベット４０にて端子部本体２０に固定している。そのため、ボルト３４を端子部本体２０に溶接等によって、直接、接合する場合に比べて、端子部本体２０の変形を抑制することができ、バスバー５０との接触不良を抑制することができる。

また、雄ねじユニット３０を端子部本体２０に固定するリベット４０の先端を加圧変形させる際に、端子部本体２０から突出させる部分を長めにすることによって、リベット４０の先端を端子部本体２０の回り止めの突起部４２として利用している。したがって、端子部本体２０の回り止め用に、別の突起を設ける場合と比較して、部品点数を減らすことができ、コスト低減に資する。

Ｂ．第２実施形態：
図８は、第２実施形態の集電板の端子部を拡大して斜視で示す部分拡大図である。図８では、前端側に配置される集電板１６０ＦＡを図示している。図９は、図８におけるＡ視を示す概略側面図である。第２実施形態の集電板１６０ＦＡは、端子部１６３ＦＡの構成が第１実施形態の端子部１６３Ｆと異なるものの、その他の構成は同一であるため、同一の符号を付して、その説明を省略する。図８に示すように、集電板１６０ＦＡは、集電部１６１Ｆと、端子部１６３ＦＡとを備える。図７，８に示すように、端子部１６３ＦＡは、端子部本体２０と、ボルト３４と、突起部２６と、ナット６０と、を備える。本実施形態の集電板１６０ＦＡでは、第１実施形態と異なり、ボルト３４が端子部本体２０に、直接、プロジェクション溶接により接合されている。突起部２６は、アルミニウムにより略円柱状に形成され、端子部本体２０の面において、ボルト３４の軸部３４２が突出する面に、プロジェクション溶接により接合されている。突起部２６は、第１実施形態における突起部４２に対応する位置に形成されている。後端側の集電板においても、端子部を同様の構成とすることができる。

本実施形態の集電板１６０ＦＡの端子部１６３ＦＡは、雄ねじが切られた軸部３４２と、軸部３４２と同じ面に突起部２６と、を備える。そのため、第１実施形態と同様に、ナット６０を締め付けてバスバー５０を固定する場合に、端子部本体２０にナット６０の締め付けに伴う過大トルクが作用しても、突起部２６がバスバー５０に接触して、端子部本体２０の回転（変形）が抑制される。本実施形態の集電板１６０ＦＡを用いた燃料電池スタックを用いて燃料電池システムを構成すると、端子部本体２０とバスバー５０との接触不良による導電抵抗の増大が抑制され、燃料電池スタックの発電した電力の取り出し効率の低下を抑制することができる。

Ｃ．変形例：
なお、この発明は上記の実施形態や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、或いは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。例えば次のような変形も可能である。

（１）上記実施形態において、ボルト３４を用いて端子部１６３に雄ねじ部を形成する例を示したが、雄ねじ部の形成の仕方は上記実施形態に限定されない。例えば、雄ねじが切られた棒を、端子部本体２０に溶接等により接合してもよい。また、上記実施形態において、端子部本体２０は、集電部１６１を構成するアルミニウム製の金属板と一体的に形成される例を示したが、それぞれを別体として構成し、接合してもよい。端子部本体２０は、集電部１６１と電気的に接続されていればよい。端子部本体２０と雄ねじ部とを鋳造により一体的に形成してもよい。

（２）上記実施形態において、突起部は、バスバー５０に対して、ナット６０を締め込む際のナット６０の回転方向後ろ側であって、軸部３４２に対して、バスバー５０の長手方向内側に配置される例を示したが、突起部の配置は上記実施形態に限定されず、バスバー５０と接触することにより、ナット６０の締め付けトルクによる端子部本体２０の回転を抑制可能な位置に配置されればよい。例えば、バスバー５０に対して、ナット６０を締め込む際のナット６０の回転方向後ろ側であればよく、軸部３４２に対して、バスバー５０の長手方向外側に配置されてもよい。また、突起部の形状は、上記実施形態に限定されない。例えば、端子部本体２０の端を折り曲げて突起部を形成してもよい。突起部を、押し出し(打ち出し)によって形成してもよい。

（３）集電板を形成する材料は、上記実施形態に限定されない。例えば、アルミニウムに換えて、金、銀、銅等の金属を用いてもよい。低コスト化と軽量化の観点から、アルミニウムを用いるのが好ましい。また、チタンに換えて、耐食性の高い他の金属を用いてもよい。また、上記実施形態では、２種、３枚の金属板を積層した構成の金属板を例示したが、これに限定されず、１種類の金属板で、集電板の集電部を構成してもよい。また、３種類以上の金属板を複数枚積層した構成にしてもよい。

（４）端子部１６３の形状は、上記実施形態に限定されない。例えば、端子部１６３が集電部１６１の板面と平行（ｘｙ平面）に設けられてもよいし、端子部１６３が集電部１６１の板面と略直角に積層方向（ｚ軸方向）に屈曲されて設けられてもよい。燃料電池スタックの設置スペース等に応じて、適宜設計すればよい。

（５）上記実施形態において、ボルト（雄ねじ）が端子部本体２０に固定される例を示したが、ナット（雌ねじ）が端子部本体２０に固定される構成にしてもよい。このようにしても、ボルトの回転に伴う過大トルクが端子部本体２０に作用した場合に、端子部本体２０の回転（変形）が抑制される。

１０…燃料電池スタック
１２…積層体
２０…端子部本体
２２…貫通孔
２４…貫通孔
２６…突起部
３０…雄ねじユニット
３２…台座
３４…ボルト
４０…リベット
４２…突起部
５０…バスバー
５２…貫通孔
５４…貫通孔
５６…ボルト
６０…ナット
１００…燃料電池
１０２ＩＮ…燃料ガス供給孔
１０２ＯＴ…燃料ガス排出孔
１０４ＩＮ…酸化剤ガス供給孔
１０４ＯＴ…酸化剤ガス排出孔
１０６ＩＮ…冷却水供給孔
１０６ＯＴ…冷却水排出孔
１２０…アノード側セパレータ
１３０…カソード側セパレータ
１６０，１６０Ｅ，１６０Ｆ，１６０ＦＡ…集電板
１６１，１６１Ｅ，１６１Ｆ…集電部
１６２ＩＮ…燃料ガス供給孔
１６２ＯＴ…燃料ガス排出孔
１６３，１６３Ｅ，１６３Ｆ，１６３ＦＡ…端子部
１６４ＩＮ…酸化剤ガス供給孔
１６４ＯＴ…酸化剤ガス排出孔
１６５Ｅ，１６５Ｆ…絶縁板
１６６ＩＮ…冷却水供給孔
１６６ＯＴ…冷却水排出孔
１７０Ｅ，１７０Ｆ…エンドプレート
１７２ＩＮ…燃料ガス供給孔
１７２ＯＴ…燃料ガス排出孔
１７４ＩＮ…酸化剤ガス供給孔
１７４ＯＴ…酸化剤ガス排出孔
１７６ＩＮ…冷却水供給孔
１７６ＯＴ…冷却水排出孔
２１０…リレー
２２０…燃料電池スタックケース
２３０…ＤＣ／ＤＣコンバータ
２４０…インバータ
２５０…外部負荷
３１０…燃料ガス供給系
３２０…アノード排ガス排出系
３２２…貫通孔
３３０…酸化剤ガス供給系
３４０…カソード排ガス排出系
３４２…軸部
３５０…冷却水循環系
５００…燃料電池システム

Claims

燃料電池が発電した電力を集電する集電部と、前記集電部にて集電した電力を出力するための端子部であって、バスバーが取付けられる端子部と、を備える、燃料電池用集電板であって、
前記端子部は、
前記集電部と電気的に接続された端子部本体と、
前記端子部本体に固定された第１のねじ部と、
前記第１のねじ部に螺合して前記バスバーの一端を前記端子部に固定する第２のねじ部と、
前記端子部本体の前記第１のねじ部が設けられた面と同一の面に設けられる突起部と、
を備え、
前記突起部は、
前記バスバーの前記一端が前記端子部に固定され、前記バスバーの他端が他の機器に固定された場合に、前記バスバーに対して、前記第２のねじ部を締め込む際の前記第２のねじ部の回転方向後ろ側に配置される、集電板。
請求項１に記載の集電板であって、
前記突起部は、
前記バスバーの前記一端が前記端子部に固定され、前記バスバーの前記他端が前記機器に固定された場合に、前記第１のねじ部の中心に対して、前記バスバーの長手方向内側に配置される、集電板。
請求項１または請求項２に記載の集電板であって、
台座に前記第１のねじ部が形成されたねじユニットと、
前記台座を前記端子部本体に取付ける取付け部材と、
を備え、
前記突起部は、
前記取付け部材によって形成される、集電板。
燃料電池スタックであって、
複数の燃料電池を積層した積層体と、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の集電板と、
を備える、燃料電池スタック。
燃料電池システムであって、
請求項４に記載の燃料電池スタックと、
前記一端が前記燃料電池スタックの前記集電板に固定される前記バスバーと、
前記バスバーの前記他端に固定される前記機器と、
を備える燃料電池システム。
請求項５に記載の燃料電池システムの製造方法であって、
（Ａ）前記燃料電池スタックを予め定められた位置に配置する工程と、
（Ｂ）前記機器を予め定められた位置に固定する工程と、
（Ｃ）前記バスバーを前記機器に固定する工程と、
（Ｄ）前記機器に固定された前記バスバーを、前記燃料電池スタックの前記集電板の前記端子部に固定する工程と、
を備える、燃料電池システムの製造方法。