JP2016091845A - 燃料電池用エンドプレート、燃料電池、および燃料電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池とポンプ等の発熱機器を備える燃料電池システムにおいて、発熱機器が発生する熱を効率よく放熱させる技術を提供する。【解決手段】複数の単位電池を積層した積層体を備える燃料電池において、積層体の積層方向の一端に配置される燃料電池用エンドプレートであって、燃料電池を備える燃料電池システムに含まれる発熱機器が接触する発熱機器接触領域を備える第１の面と、第１の面の裏側の面であって、冷媒が流通する冷媒流路と、冷媒流路内に形成される流路内リブ部と、を備える第２の面と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、燃料電池用プレート、燃料電池、および燃料電池システムに関する。

単位電池（以下、単セルとも称する。）を複数積層した積層体の一端にエンドプレートを備える燃料電池が知られている。燃料電池に反応ガスや冷媒等の流体を供給するためのポンプは、作動時に発熱する。ポンプは、高温になると効率が落ちるため、例えば、特許文献１では、空気を圧縮して燃料電池に供給する圧縮ポンプを、伝熱部材を介して金属製のエンドプレートに接触させて、圧縮ポンプの熱をエンドプレートに伝達させて放熱させる技術が提案されている。

特開２０１１−０２１５６８号公報 特開２００９−２９５５１１号公報 特開２００７−１７３１６６号公報

上記のような燃料電池とポンプとを備える燃料電池システムにおいて、システムの小型化の要請に応じて、ポンプの小型化が検討されている。ポンプの小型化に伴いポンプからの発生熱量が増加するため、特許文献１に記載された構成では、放熱量が不足して、ポンプを十分に降温させることができないおそれがあった。

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、燃料電池用エンドプレートが提供される。このエンドプレートは、複数の単位電池を積層した積層体を備える燃料電池において、前記積層体の積層方向の少なくとも一端に配置される燃料電池用エンドプレートであって、前記燃料電池を備える燃料電池システムに含まれる発熱機器が接触する発熱機器接触領域を備える第１の面と、前記第１の面の裏側の面であって、冷媒が流通する冷媒流路と、前記冷媒流路内に形成される少なくとも一つの流路内リブ部と、を備える第２の面と、を備えている。

この形態のエンドプレートによれば、発熱機器が接触する発熱機器接触領域を備える面の裏側の面を冷媒が流通するため、発熱機器からエンドプレートに伝達された熱を、冷媒により放熱させることができる。さらに、冷媒が流通する冷媒流と内に流路内リブを備えるため、流路内リブ部を備えない場合と比較して、エンドプレートにおける冷却水との接触面積が増加するため、発熱機器からエンドプレートに伝達された熱を、冷却水へ効率よく放熱させることができる。そのため、発熱機器の温度を効率よく降下させることができる。

（２）上記形態のエンドプレートにおいて、前記第１の面は、前記発熱機器接触領域の周囲に少なくとも一つのプレートリブ部を備えてもよい。このようにすると、プレートリブ部を備えない場合と比較して、エンドプレートにおける周辺空気（大気）との接触面積が増加する。そのため、発熱機器がエンドプレートに接触して配置された場合に、発熱機器からエンドプレートに伝達された熱を、周辺空気中へ効率よく放熱させることができる。

（３）上記形態のエンドプレートにおいて、前記冷媒流路は、前記第２の面において、前記発熱機器接触領域に対応する領域の少なくとも一部を含んでもよい。このようにすると、発熱機器が発熱機器接触領域に接触して配置された場合に、発熱機器からエンドプレートに伝達された熱を、冷媒により、より効率よく放熱させることができる。

（４）上記形態のエンドプレートにおいて、前記発熱機器は、前記燃料電池に燃料を供給する燃料ポンプであってもよい。燃料ポンプの小型化に伴い、燃料ポンプからの発生熱量が増加する。このようにすると、燃料ポンプが発生する熱を効率よく放熱させることができるため、燃料ポンプの温度を降下させて、燃料ポンプの効率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、燃料電池が提供される。この燃料電池は、複数の単位電池を積層した積層体と、上記形態のエンドプレートと、を備えてもよい。このようにすると、燃料電池のエンドプレートに発熱機器を接触させて配置することにより、発熱機器の発生する熱を効率よく放熱することができる。

（６）本発明の他の形態によれば、燃料電池システムが提供される。この燃料電池システムは、上記形態の燃料電池と、前記発熱機器と、を備える燃料電池システムであって、前記発熱機器は、前記エンドプレートの前記発熱機器接触領域に接触していてもよい。このようにすると、発熱機器の発生する熱を効率よく放熱することができる。

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システムの概略構成を説明するための説明図である。 燃料電池システムの概略構成を示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態としての前端側エンドプレートの概略構成を示す平面図（ポンプ面）である。 前端側エンドプレートの一部を断面視で示す部分断面図である。 前端側エンドプレートの概略構成を示す平面図（冷却面）である。 前端側エンドプレートの一部を断面視で示す部分断面図である。

Ａ．実施形態：
Ａ１．燃料電池システムの構成：

図１は本発明の一実施形態としての燃料電池システムの概略構成を説明するための説明図である。本実施形態の燃料電池システム１０は、燃料電池２００と、燃料ガスとしての水素を給排する水素給排系３０と、酸化剤ガスとしての空気を給排する空気給排系４０と、燃料電池２００を冷却する冷却系５０と、燃料電池システム１０を制御する制御部６０と、を主に備える。

燃料電池２００は、比較的小型で発電効率に優れる固体高分子型燃料電池であり、燃料ガスとしての純水素と、酸化剤ガスとしての空気中の酸素が、各電極において電気化学反応を起こすことによって起電力を得るものである。燃料電池２００は、単位電池（不図示）を、複数積層して成るスタック構造を成し、その積層数は、燃料電池２００に要求される出力に応じて任意に設定可能である。

水素給排系３０では、高圧水素が貯蔵された水素タンク３１から水素が放出され、インジェクタ３２によって流量が制御され、配管３３を介して、燃料電池２００のアノードに水素が供給される。アノード排ガスは、配管３４に導入され、気液分離器（不図示）において水分が分離された後、配管３７を介して配管３３へ戻される。気液分離器によって分離されたアノード排ガス中の水分は、配管３５を介して大気中に排出される。配管３５上には、シャット弁３９が設けられており、アノード排ガス中の水分は、シャット弁３９が開弁された際に排出される。配管３７上には、水素ポンプ１４０が設けられており、上記したアノード排ガス中の水素の循環流量を調整する。

空気給排系４０では、エアコンプレッサ４４によって圧縮された圧縮空気が、配管４１を介して、燃料電池２００のカソードに供給される。カソード排ガスは配管４２を介して、大気中に放出される。配管４１上には、エアコンプレッサ４４の上流側にエアフロメータ４３が設けられており、エアコンプレッサ４４が取り込む外気の量を計測している。エアコンプレッサ４４による空気の供給量は、エアフロメータ４３による計測値に基づいて制御されている。配管４２上には、圧力計（不図示）と調圧弁４６とが設けられており、圧力計によるカソード排ガスの圧力計測値に基づいて、調圧弁４６の開度が調整される。

冷却系５０は、配管５１と、冷却水ポンプ５３と、ラジエータ５４と、を主に備える。冷却水は、冷却水ポンプ５３によって、配管５１を流れ、燃料電池２００内を循環して燃料電池２００を冷却した後、ラジエータ５４によって冷却され、再度、燃料電池２００に供給される。

制御部６０は、中央処理装置と主記憶装置とを備えるマイクロコンピュータによって構成されている。制御部６０は、外部負荷８４からの出力電力の要求を受け付け、その要求に応じて、上述の燃料電池システム１０の各構成部およびＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：パワーコントロールユニット）８２を制御し、燃料電池２００に発電させる。上記構成以外に、圧力計，温度計，電流計，電圧計等を備えてもよい。

図２は、燃料電池システムの一部の概略構成を示す分解斜視図である。図示するように、本実施形態の燃料電池システム１０は、燃料電池２００と、水素ポンプ１４０と、３本のテンションシャフト１３１，１３２，１３３（３本のテンションシャフトをまとめてテンションシャフト１３０とも称する）と、燃料電池ケース１２０と、ケース蓋部１８０と、を備える。以下の説明において、図２におけるｚ軸プラス方向を前，ｚ軸マイナス方向を後ろ，ｙ軸プラス方向を上，ｙ軸マイナス方向を下と表現する。実施形態における水素ポンプ１４０が、請求項における燃料ポンプおよび発熱機器に相当する。

燃料電池２００は、単位電池１００が複数ｚ軸方向（以下、「積層方向」とも称する。）に積層された積層体１１０の前側に集電板１６０Ｆ，前端側エンドプレート１７０Ｆが、その順に積層され、積層体１１０の後ろ側に、集電板１６０Ｅ，絶縁板１６５Ｅ，後端側エンドプレート１７０Ｅが、その順に積層された積層構造を成す。以下の説明において、前端側の前端側エンドプレート１７０Ｆを除いた、集電板１６０Ｆ，積層体１１０，集電板１６０Ｅ，絶縁板１６５Ｅ，後端側エンドプレート１７０Ｅが、その順に積層された部分を、燃料電池本体１１５とも称する。また、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。実施形態における前端側エンドプレート１７０Ｆが、請求項におけるエンドプレートに相当する。

単位電池１００は、アノード側セパレータ（不図示）とカソード側セパレータ（不図示）とシール部材一体型ＭＥＡ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ:膜電極接合体）（不図示）とを備える。単位電池１００は、その周縁に、燃料ガス供給孔，アノード排ガス排出孔，６つの酸化剤ガス供給孔，７つのカソード排ガス排出孔，３つの冷却水供給孔１０６ＩＮ，および３つの冷却水排出孔１０６ＯＴを備える。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。これら給排孔は、集電板１６０Ｆおよび前端側エンドプレート１７０Ｆにおける各給排孔（後述する）と繋がる。単位電池１００を複数積層して、燃料電池２００を構成すると、これらの給排孔により、各単位電池１００に燃料ガスとしての水素、酸化剤ガスとしての空気、および冷却水を供給するマニホールドや、各単位電池１００からアノード排ガス、カソード排ガス、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、単位電池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１６０間におけるマニホールドのシール性が確保されている。

前端側の集電板１６０Ｆおよび後端側の集電板１６０Ｅは、各単位電池１００の発電電力を集電し、集電端子１６１を介して外部へ出力する。前端側の集電板１６０Ｆは、その周縁に、単位電池１００と同様の給排孔を備える。後端側の集電板１６０Ｅは、これらの給排孔を備えない。絶縁板１６５Ｅは、絶縁性の樹脂板、後端側エンドプレート１７０Ｅは、アルミニウム製の金属板である。絶縁板１６５Ｅと後端側エンドプレート１７０Ｅは、集電板１６０Ｅと同様に、上述の単位電池１００が備える給排孔に相当する給排孔を備えない。これは、反応ガス（水素，空気）および冷却水を前端側の前端側エンドプレート１７０Ｆからそれぞれの単位電池１００に対して供給マニホールドを介して供給しつつ、それぞれの単位電池１００からの排出ガスおよび排出水を前端側の前端側エンドプレート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、前端側の前端側エンドプレート１７０Ｆから反応ガスおよび冷却水を供給し、後端側の後端側エンドプレート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。

燃料電池ケース１２０は、図示するように、前側が開口しており、後側はケース端面(不図示)により閉塞されている。燃料電池本体１１５は、燃料電池ケース１２０内に収容され、前端側エンドプレート１７０Ｆは、燃料電池ケース１２０の前側の開口を閉塞する状態で、ボルトにて固定される。この状態で、前端側エンドプレート１７０Ｆ，集電板１６０Ｆ，積層体１１０，集電板１６０Ｅ，絶縁板１６５Ｅ，後端側エンドプレート１７０Ｅが、その順に積層された燃料電池２００が構成される。

燃料電池本体１１５の下側（図２におけるｙ軸マイナス方向）には、テンションシャフト１３０が配置され、燃料電池本体１１５による荷重を受けている。テンションシャフト１３０は、前側が前端側エンドプレート１７０Ｆに接続され、後側がケース端面に接続されている。燃料電池ケース１２０の下側は、開口しており、内部に燃料電池本体１１５が収容された状態で、ケース蓋部１８０によって閉塞される。

燃料電池ケース１２０の後側のケース端面には、プレス用貫通孔(不図示)が形成されている。燃料電池ケース１２０の外から、上述のプレス用貫通孔を介して、プレスシャフト(不図示)によって、燃料電池２００の積層方向の押圧力が、後端側エンドプレート１７０Ｅに加えられ、荷重調整ねじ(不図示）にて、後端側エンドプレート１７０Ｅが押圧された状態で固定されることにより、燃料電池２００に対して、積層方向の押圧力が加えられる。前端側エンドプレート１７０Ｆは、上述の積層方向の押圧力を受けており、これにより、燃料電池２００の各構成部材の積層状態が維持されると共に、各構成部材間の接触状態が良好に維持される。

水素ポンプ１４０は、上述の通り、燃料電池２００から排出されたアノード排ガス中の水素の循環流量を調整して、燃料電池２００に供給する。水素ポンプ１４０は、外形が略円柱状を成すポンプ本体１４２と、略平板状を成す固定板１４４とを備える。固定板１４４を、ボルト(不図示)にて前端側エンドプレート１７０Ｆに固定することにより、水素ポンプ１４０が前端側エンドプレート１７０Ｆに固定される。水素ポンプ１４０の固定板１４４と前端側エンドプレート１７０Ｆとの間には、伝熱シート(不図示)が介在しており、水素ポンプ１４０にて発生された熱は伝熱シートを介して前端側エンドプレート１７０Ｆに伝達される。なお、伝熱シートを介在させない構成としてもよい。

Ａ２．前端側エンドプレートの構成：
前端側エンドプレート１７０Ｆは、水素ポンプ１４０が固定されるポンプ面と、その裏側の面であって後述する冷却水流路が形成される冷却面とを備える。まず、ポンプ面について、図３，４に基づいて説明する。図３は、本発明の一実施形態としての前端側エンドプレートの概略構成を示す平面図（ポンプ面）である。上述の通り、前端側エンドプレート１７０Ｆは、集電板１６０Ｆを介して、積層体１１０の前端側に配置される。図３では、前端側エンドプレート１７０Ｆと積層体１１０との位置関係を示すために、積層体１１０が配置される位置を、配置枠Ｍとして一点鎖線で示している。図４は、前端側エンドプレートの一部を断面視で示す部分断面図である。図４では、図３におけるＡ−Ａ断面を模式的に図示している。

前端側エンドプレート１７０Ｆは、燃料電池ケース１２０の前側の開口(図２)とほぼ同一の外周形状を成す。前端側エンドプレート１７０Ｆは、図３に示すように、配置枠Ｍ内の周縁近傍に、燃料ガス供給孔１７２ＩＮ，アノード排ガス排出孔１７２ＯＴ，酸化剤ガス供給孔１７４ＩＮ，カソード排ガス排出孔１７４ＯＴ，冷却水供給孔１７６ＩＮ，冷却水排出孔１７６ＯＴが形成されている。前端側エンドプレート１７０Ｆが、集電板１６０Ｆを介して積層体１１０の前端側に積層された場合に、各給排孔が、積層体１１０に形成された各マニホールドと連通する。

前端側エンドプレート１７０Ｆは、ポンプ面１７に、水素ポンプ１４０が接触するポンプ接触領域１７５を備える。ポンプ接触領域１７５には、水素ポンプ１４０の固定板１４４(図２)が配置される。また、前端側エンドプレート１７０Ｆは、ポンプ接触領域１７５の上側(ｙ軸プラス方向）に配置される上側プレートリブ部１７１Ｕと、ポンプ接触領域１７５の下側(ｙ軸マイナス方向）に配置される下側プレートリブ部１７１Ｄと、を備える。上側プレートリブ部１７１Ｕは、上下方向にｙ軸に平行に延びた直線状のリブであって、図４に示すように、前端側エンドプレート１７０Ｆのプレート面に対して、５つの凹部を形成することにより４本の上側プレートリブ部１７１Ｕが形成されている。下側プレートリブ部１７１Ｄの形状は、上側プレートリブ部１７１Ｕと同様である。以降、上側プレートリブ部１７１Ｕと下側プレートリブ部１７１Ｄとを区別する必要がないときは、併せて、プレートリブ部１７１と称する。なお、図２では、プレートリブ部１７１の図示を省略している。本実施形態におけるポンプ面１７が、請求項における第１の面に相当し、ポンプ接触領域１７５が、請求項における発熱機器接触領域に相当し、プレートリブ部１７１が、請求項におけるプレートリブ部に相当する。

前端側エンドプレート１７０Ｆは、周縁近傍に、ボルト１７８が挿通される貫通孔（不図示）が形成されており、上述の通り、燃料電池ケース１２０の開口を閉塞した状態で、ボルト１７８によって燃料電池ケース１２０に固定されている。図４では、ボルト１７８を破線で図示している。

次に、前端側エンドプレート１７０Ｆの冷却面について、図５，６に基づいて説明する。図５は、前端側エンドプレートの概略構成を示す平面図（冷却面）である。図６は、前端側エンドプレートの一部を断面視で示す部分断面図である。図６では、図５におけるＢ−Ｂ断面を模式的に図示している。前端側エンドプレート１７０Ｆを、集電板１６０Ｆを介して積層体１１０の前端側に積層すると、前端側エンドプレート１７０Ｆの冷却面１８が、集電板１６０Ｆと接触する。

前端側エンドプレート１７０Ｆの冷却面１８は、冷却水が流通する冷却水流路１７７と、冷却水流路１７７内に形成される流路内リブ部１７９と、を備える。図５，６に示すように、冷却水流路１７７は、冷却水供給孔１７６ＩＮと冷却水排出孔１７６ＯＴとを繋ぐように凹状に形成される。また、冷却水流路１７７は、ポンプ面１７のポンプ接触領域１７５に対応する領域（図５において、対応領域１７５Ｔとして、破線で図示する。）全体を含む。流路内リブ部１７９は、ｘ軸に平行に延びる直線状を成すリブであって（図５）、前端側エンドプレート１７０Ｆを集電板１６０Ｆに積層すると、集電板１６０Ｆに接触する。冷却水は、配管５１（図１）から前端側エンドプレート１７０Ｆの冷却水供給孔１７６ＩＮを介して冷却水流路１７７に流入し、冷却水排出孔１７６ＯＴを介して配管５１に戻る。

前端側エンドプレート１７０Ｆは、アルミニウムを用いて高圧鋳造によって製造されたアルミダイキャスト部１７Ｍと、絶縁性の樹脂をアルミダイキャスト部１７Ｍの冷却面１８側にコーティングして形成された樹脂部１８Ｍと、を備える。図４，５に示すように、前端側エンドプレート１７０Ｆのポンプ面１７は、アルミダイキャスト部１７Ｍの面であり、冷却面１８は、樹脂部１８Ｍの面である。本実施形態において、絶縁性の樹脂としては、ポリプロピレン（ＰＰ）を用いた。前端側エンドプレート１７０Ｆの冷却面１８を集電板１６０Ｆに接触させて配置すると、前端側エンドプレート１７０Ｆと燃料電池本体１１５とは、電気的に絶縁される。なお、アルミニウムに換えて、チタン、ステンレス鋼、それらの合金、アルミニウムとそれらの合金等を用いてもよい。また、ポリプロピレン（ＰＰ）に換えて、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）等を用いてもよい。本実施形態における冷却面１８が、請求項における第２の面に相当し、冷却水流路１７７が、請求項における冷媒流路に相当し、流路内リブ部１７９が、請求項における流路内リブ部に相当する。

Ａ３．実施形態の効果：
実施形態の燃料電池システム１０において、水素ポンプ１４０は前端側エンドプレート１７０Ｆに伝熱シートを介して固定されている。水素ポンプ１４０の備える固定板１４４の面全体が前端側エンドプレート１７０Ｆに伝熱シートを介して接触されるため、水素ポンプ１４０の運転に伴い発生した熱は、効率よく前端側エンドプレート１７０Ｆに伝達される。前端側エンドプレート１７０Ｆの冷却面１８には、冷却水流路１７７が形成されており、冷却水流路１７７は、ポンプ面１７において水素ポンプ１４０が接触するポンプ接触領域１７５に対応する対応領域１７５Ｔの全体を含む。燃料電池システム１０において、燃料電池２００に冷却水を供給して、冷却水流路１７７を冷却水が流通すると、冷却水によって前端側エンドプレート１７０Ｆが冷却される。そうすると、熱平衡により、水素ポンプ１４０の運転に伴い発生した熱が、前端側エンドプレート１７０Ｆに伝達され（換言すると、水素ポンプ１４０の熱が放熱され）、水素ポンプ１４０の温度が降下される。

また、前端側エンドプレート１７０Ｆの冷却面１８は、冷却水流路１７７内に流路内リブ部１７９を備える。流路内リブ部１７９を備えない場合と比較して、前端側エンドプレート１７０Ｆにおける冷却水との接触面積が増加するため、水素ポンプ１４０から前端側エンドプレート１７０Ｆに伝達された熱を、冷却水へ効率よく放熱させることができる。

さらに、前端側エンドプレート１７０Ｆは、ポンプ面１７のポンプ接触領域１７５の周囲に、プレートリブ部１７１を備える。プレートリブ部１７１を備えない場合と比較して、前端側エンドプレート１７０Ｆにおける周辺空気（大気）との接触面積が増加するため、水素ポンプ１４０から前端側エンドプレート１７０Ｆに伝達された熱を、周辺空気中へ効率よく放熱させることができる。以上の結果、水素ポンプを効率よく降温させることができ、水素ポンプ１４０の効率低下を抑制することができる。

前端側エンドプレート１７０Ｆは、上述の通り、燃料電池ケース１２０にボルト１７８によって固定されている。また、テンションシャフト１３０は、一方の端部が燃料電池ケース１２０のケース端面（図示しない）に固定され、他方の端部が前端側エンドプレート１７０Ｆに固定されている。燃料電池ケース１２０の上面およびテンションシャフト１３０は剛性があるため、燃料電池２００の積層方向に押圧力が加えられると、燃料電池２００と接触する燃料電池ケース１２０の上面およびテンションシャフトからｙ軸方向の力が燃料電池２００に作用する。前端側エンドプレート１７０Ｆは、燃料電池ケース１２０の上面およびテンションシャフト１３０と接続されているため、前端側エンドプレート１７０Ｆには、前端側エンドプレート１７０Ｆの内側に向かってｙ軸方向の力が作用する。前端側エンドプレート１７０Ｆにおいて、プレートリブ部１７１は、ｙ軸に平行な直線状に形成されているため、ｘ軸に平行なリブを形成する場合と比べて、前端側エンドプレート１７０Ｆの燃料電池ケース１２０の上面およびテンションシャフト１３０から作用する力に対する強度を上げることができる。すなわち、プレートリブ部１７１は、放熱部材として機能すると共に、補強部材としても機能する。

Ｂ．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、前端側エンドプレート１７０Ｆがプレートリブ部１７１を備える構成を例示したが、プレートリブ部１７１を備えない構成にしてもよい。プレートリブ部１７１を備えなくても、冷却水流路１７７および流路内リブ部１７９を備えることにより、水素ポンプ１４０が発生する熱を効率よく放熱させることができる。

（２）前端側エンドプレート１７０Ｆの形状は、上記実施形態に限定されない。すなわち、前端側エンドプレート１７０Ｆの外周形状、各給排孔の形状、配置、冷却水流路１７７，流路内リブ部１７９の形状および配置、プレートリブ部１７１の形状および配置は、上記実施形態に限定されない。例えば、冷却水流路１７７は、ポンプ接触領域１７５と対応する対応領域１７５Ｔの全体を含む例を示したが、対応領域１７５Ｔの少なくとも一部を含んでもよいし、対応領域１７５Ｔを含まない構成にしてもよい。このようにしても、ポンプ接触領域１７５を備えるポンプ面１７の裏側の面を冷却水が流れない場合と比べると、水素ポンプ１４０の熱を効率よく放熱させることができる。流路内リブ部１７９は、ｘ軸に平行な直線状に３本形成された例を示したが、形状，本数，配置は適宜変更することができる。プレートリブ部１７１の形状は、例えば、平面形状がｘ軸に平行な直線状、円環状、クロス状、円状、それらの組合わせ等であってもよいし、ポンプ接触領域１７５の左右（ｘ軸方向）に形成してもよい。

（３）前端側エンドプレート１７０Ｆとして、アルミダイキャスト製品の一方の面を絶縁性の樹脂によってコーティングした構成を例示したが、上記構成に限定されない。例えば、絶縁性の樹脂によってコーティングされない（樹脂部１８Ｍを備えない）構成にしてもよい。樹脂部１８Ｍを備えない場合は、前端側エンドプレート１７０Ｆと集電板１６０Ｆとの間に、絶縁板を備える構成にするのが好ましい

（４）上記実施形態において、水素ポンプ１４０が前端側エンドプレート１７０Ｆに固定される例を示したが、前端側エンドプレート１７０Ｆに固定される機器は上記実施形態に限定されず、種々の発熱する機器を固定してもよい。例えば、空気を圧縮して燃料電池２００に供給する圧縮ポンプ（エアコンプレッサ）、冷却水を循環するための冷却水ポンプ、水素タンクから放出された高圧水素の圧力調整するインジェクタ等を、前端側エンドプレート１７０Ｆに固定してもよい。

（５）上記実施形態において、水素ポンプ１４０が前端側エンドプレート１７０Ｆに固定される例を示したが、後端側エンドプレート１７０Ｅに固定される構成にしてもよい。水素ポンプ１４０が後端側エンドプレート１７０Ｅに固定される場合は、後端側エンドプレート１７０Ｅが、前端側エンドプレート１７０Ｆと同様の冷却水流路、流路内リブを備える構成とすればよい。また、例えば、前端側エンドプレート１７０Ｆに水素ポンプ１４０が固定されると共に、後端側エンドプレート１７０Ｅにエアコンプレッサが固定される構成としてもよい。このときも、後端側エンドプレート１７０Ｅが、前端側エンドプレート１７０Ｆと同様の冷却水流路、流路内リブを備える構成とすることにより、エアコンプレッサの熱を効率よく放熱させることができる。

（６）上記実施形態において、水素ポンプ１４０が前端側エンドプレート１７０Ｆに固定される例を示したが、水素ポンプ１４０は、前端側エンドプレート１７０Ｆに固定されていなくても、接触していればよい。例えば、燃料電池ケースを、燃料電池２００と水素ポンプ１４０との両方を収容可能に形成し、水素ポンプ１４０を、前端側エンドプレート１７０Ｆに接触した状態で燃料電池ケースに固定してもよい。また、水素ポンプ１４０を収容可能な補機カバーを、燃料電池ケース１２０と別に用意して、補機カバー内に水素ポンプ１４０を固定して、水素ポンプ１４０を前端側エンドプレート１７０Ｆに接触させた状態で、補機カバーを前端側エンドプレート１７０Ｆに固定する構成にしてもよい。このようにしても、水素ポンプ１４０は、前端側エンドプレート１７０Ｆに接触することにより、水素ポンプ１４０が発生した熱を前端側エンドプレート１７０Ｆに伝達させることができる。

（７）上記実施形態において、水素ポンプ１４０が固定板１４４を備え、固定板１４４の全面が前端側エンドプレート１７０Ｆに接触する例を示したが、水素ポンプ１４０は固定板１４４を備えなくてもよい。例えば、ポンプ本体１４２が、ベルト状の支持部材に支持されて、前端側エンドプレート１７０Ｆに固定されてもよい。すなわち、水素ポンプ１４０と前端側エンドプレート１７０Ｆとは、面で接触してもよいし、線（円柱形状の側面の接線）で接触してもよい。前端側エンドプレート１７０Ｆが備えるポンプ接触領域１７５は、線状の領域も含む概念である。

（８）上記実施形態において、冷却水が、配管５１（図１）から前端側エンドプレート１７０Ｆの冷却水供給孔１７６ＩＮを介して冷却水流路１７７に流入し、冷却水排出孔１７６ＯＴを介して配管５１に戻る構成を例示したが、これに限定されない。積層体１１０内を循環して積層体１１０から排出された冷却水が、前端側エンドプレート１７０Ｆの冷却面を流通する構成にしてもよい。このようにしても、水素ポンプ１４０が発生した熱を、良好に放熱させることができる。

１０…燃料電池システム
１７…ポンプ面
１７Ｍ…アルミダイキャスト部
１８…冷却面
１８Ｍ…樹脂部
３０…水素給排系
３１…水素タンク
３２…インジェクタ
３３，３４，３５，３７…配管
３９…シャット弁
４０…空気給排系
４１，４２…配管
４３…エアフロメータ
４４…エアコンプレッサ
４６…調圧弁
５０…冷却系
５１…配管
５３…冷却水ポンプ
５４…ラジエータ
６０…制御部
８４…外部負荷
１００…単位電池
１１０…積層体
１１５…燃料電池本体
１２０…燃料電池ケース
１３１，１３２，１３３…テンションシャフト
１４０…水素ポンプ
１４２…ポンプ本体
１４４…固定板
１６０Ｅ，１６０Ｆ…集電板
１６１…集電端子
１６５Ｅ…絶縁板
１７０Ｅ…後端側エンドプレート
１７０Ｆ…前端側エンドプレート
１７１Ｄ…下側プレートリブ部
１７１Ｕ…上側プレートリブ部
１７２ＩＮ…燃料ガス供給孔
１７２ＯＴ…アノード排ガス排出孔
１７４ＩＮ…酸化剤ガス供給孔
１７４ＯＴ…カソード排ガス排出孔
１７５…ポンプ接触領域
１７５Ｔ…対応領域
１７６ＩＮ…冷却水供給孔
１７６ＯＴ…冷却水排出孔
１７７…冷却水流路
１７８…ボルト
１７９…流路内リブ部
１８０…ケース蓋部
２００…燃料電池
Ｍ…配置枠

Claims (6)

1. 複数の単位電池を積層した積層体を備える燃料電池において、前記積層体の積層方向の少なくとも一端に配置される燃料電池用エンドプレートであって、
   前記燃料電池を備える燃料電池システムに含まれる発熱機器が接触する発熱機器接触領域を備える第１の面と、
   前記第１の面の裏側の面であって、冷媒が流通する冷媒流路と、前記冷媒流路内に形成される少なくとも一つの流路内リブ部と、を備える第２の面と、
   を備える、エンドプレート。
2. 請求項１に記載のエンドプレートであって、
   前記第１の面は、
   前記発熱機器接触領域の周囲に少なくとも一つのプレートリブ部を備える、エンドプレート。
3. 請求項１または請求項２に記載のエンドプレートにおいて、
   前記冷媒流路は、前記第２の面において、前記発熱機器接触領域に対応する領域の少なくとも一部を含む、エンドプレート。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のエンドプレートにおいて、
   前記発熱機器は、前記燃料電池に燃料を供給する燃料ポンプである、エンドプレート。
5. 燃料電池であって、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のエンドプレートと、
   前記積層体と、
   を備える、燃料電池。
6. 請求項５に記載の燃料電池と、前記発熱機器と、を備える燃料電池システムであって、
   前記発熱機器は、前記エンドプレートの前記発熱機器接触領域に接触している、燃料電池システム。

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