JP2017076513A - 燃料電池スタック - Google Patents

Abstract

【課題】外部荷重が付与された際、スパーク等の発生を可及的に抑制することを可能にする。【解決手段】燃料電池スタック１０は、積層体１４as.の積層方向一端に、外方に向かって導電性断熱部材１８ａ、ターミナルプレート２０ａ、絶縁部材２２ａ、温調用プレート２４ａ及びエンドプレート２６ａが、順次、配設される。ターミナルプレート２０ａは、エンドプレート２６ａを貫通して積層方向外方に延在するターミナルバー６６ａを備える。ターミナルバー６６ａに接続されるケーブルコネクタ１１２は、固定部材１１４を介して温調用プレート２４ａに固定される。【選択図】図３

Description

本発明は、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する発電セルが、複数積層される燃料電池スタックに関する。

一般的に、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる固体高分子電解質膜を採用している。燃料電池は、固体高分子電解質膜の一方の面にアノード電極が、前記固体高分子電解質膜の他方の面にカソード電極が、それぞれ配設された電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を備えている。アノード電極及びカソード電極は、それぞれ触媒層（電極触媒層）とガス拡散層（多孔質カーボン）とを有している。

電解質膜・電極構造体は、カソードセパレータ及びアノードセパレータによって挟持されることにより、発電セル（単位燃料電池）を構成している。カソードセパレータには、酸化剤ガスが電極面に沿って流通される一方、アノードセパレータには、燃料ガスが前記電極面に沿って流通されている。この発電セルは、所定の数だけ積層されることにより、例えば、車載用燃料電池スタックとして使用されている。

燃料電池スタックでは、発電セルが複数積層された積層体の積層方向両端に、ターミナルプレート、インシュレータ（絶縁プレート）及びエンドプレートが配設されている。ターミナルプレートは、積層体からの発電電力を外部に取り出すために積層方向に延びるターミナルバー（電力取り出し端子）を備えている。ターミナルバーは、ケーブルを介してコンタクタ（又はリレー）に電気的に接続されており、モータ等の外部負荷に対して電力の供給を行っている。

例えば、特許文献１に開示されている燃料電池システムが知られている。この燃料電池システムでは、一方の電力取り出し端子に一端が電気的に接続され、前記電力取り出し端子と交差するエンドプレート面方向に屈曲して延在する導電部材を備えている。導電部材の他端には、他方の電力取り出し端子側に延在するケーブルが電気的に接続されている。

このため、エンドプレートから積層方向外方にケーブル等の部材が湾曲して突出することがない。これにより、燃料電池システム全体の配置用スペースの狭小化が容易に図られるとともに、レイアウトの自由度を向上させることが可能になる、としている。

特開２００８−２０４９３９号公報

ところで、特に車載用燃料電池スタックでは、走行時等に前記燃料電池スタックに外部荷重が付与される場合がある。その際、ターミナルプレートと積層体端部の発電セルとが離間すると、電極面圧が低下してスパークや水素ガスの漏れ等が発生するという問題がある。

本発明は、この種の問題を解決するものであり、外部荷重、特に慣性力が付与された際、スパーク等の発生を可及的に抑制することが可能な燃料電池スタックを提供することを目的とする。

本発明に係る燃料電池スタックは、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する発電セルが、複数積層された積層体を備えている。燃料電池スタックは、積層体の積層方向外方に向かって、ターミナルプレート、端部積層部材及びエンドプレートが配設されている。

ターミナルプレートは、エンドプレートを貫通して積層方向外方に延在し、該エンドプレートの外部に突出するターミナルバーを備えている。そして、ターミナルバーに接続されるケーブルコネクタは、固定部材を介して端部積層部材に固定されている。

また、この燃料電池スタックでは、端部積層部材は、ターミナルプレートとエンドプレートとの間に介装される複数枚の電気絶縁性プレートであることが好ましい。

さらに、この燃料電池スタックでは、複数枚の電気絶縁性プレートの中、最もエンドプレートに隣接する電気絶縁性プレートにケーブルコネクタを固定することが好ましい。

本発明によれば、ターミナルバーに接続されるケーブルコネクタは、固定部材を介して端部積層部材に固定されている。このため、ターミナルプレートは、エンドプレートに対して端部積層部材と一体に積層方向に移動することが可能になる。従って、燃料電池スタックに外部荷重、特に慣性力が付与された際、発電セルの移動に伴ってターミナルプレートを追従させることができる。これにより、ターミナルプレートと積層体又は該積層体を構成する発電セル間とが離間してスパーク等が発生することを可及的に抑制することが可能になる。

本発明の実施形態に係る燃料電池スタックの斜視説明図である。 前記燃料電池スタックの一部分解概略斜視図である。 前記燃料電池スタックの一部省略断面図である。 前記燃料電池スタックを構成する発電セルの分解斜視説明図である。 前記燃料電池スタックの一方の端部側の断面説明図である。 比較例の燃料電池スタックの断面説明図である。 前記比較例の燃料電池スタックに外部荷重が付与された際の動作説明図である。 本実施形態に係る燃料電池スタックに外部荷重が付与された際の動作説明図である。

図１に示すように、本発明の実施形態に係る燃料電池スタック１０は、例えば、車載用燃料電池スタックとして燃料電池電気自動車（図示せず）に搭載される。燃料電池スタック１０の上部には、制御装置１２が配置される。制御装置１２は、例えば、燃料電池スタック１０の出力を制御する電圧制御ユニット（ＶＣＵ）（ Voltage Control Unit）を構成する。

図２に示すように、燃料電池スタック１０は、複数の発電セル１４が水平方向（矢印Ｂ方向）、又は垂直方向（矢印Ｃ方向）に積層された積層体１４as.を備え、前記積層体１４as.は、筐体１６に収容される。

図３に示すように、積層体１４as.の積層方向一端には、積層方向外方に向かって、導電性断熱部材１８ａ、ターミナルプレート２０ａ、絶縁部材２２ａ、温調用プレート２４ａ及びエンドプレート２６ａが、順次、配設される。絶縁部材２２ａ及び温調用プレート２４ａは、少なくとも一方が端部積層部材を構成する。端部積層部材は、電気絶縁性材料で構成される。

積層体１４as.の積層方向他端には、積層方向外方に向かって、導電性断熱部材１８ｂ、ターミナルプレート２０ｂ、樹脂製スペーサ２８、絶縁部材２２ｂ、温調用プレート２４ｂ、樹脂製プレート２９及びエンドプレート２６ｂが、順次、配設される。絶縁部材２２ｂ、温調用プレート２４ｂ又は樹脂製プレート２９の少なくとも一つが端部積層部材を構成する。端部積層部材は、電気絶縁性材料で構成される。

発電セル１４は、図３及び図４に示すように、アノードセパレータ３０、電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）３２及びカソードセパレータ３４を設ける。アノードセパレータ３０及びカソードセパレータ３４は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板等の長形状の金属板により構成される。

なお、アノードセパレータ３０及びカソードセパレータ３４は、金属セパレータに代えて、カーボンセパレータを用いてもよい。また、発電セル１４は、第１セパレータ、第１のＭＥＡ、第２セパレータ、第２のＭＥＡ及び第３セパレータを積層して構成してもよい。さらに、発電セル１４は、３枚以上のＭＥＡと５枚以上のセパレータとを有してもよい。

図４に示すように、発電セル１４の長辺方向（矢印Ｂ方向）（水平方向）の一端縁部には、積層方向である矢印Ｂ方向に互いに連通して、酸化剤ガス入口連通孔３６ａ及び燃料ガス出口連通孔３８ｂが設けられる。酸化剤ガス入口連通孔３６ａは、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給する。燃料ガス出口連通孔３８ｂは、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出する。

発電セル１４の長辺方向（矢印Ａ方向）の他端縁部には、矢印Ｂ方向に互いに連通して、燃料ガスを供給する燃料ガス入口連通孔３８ａ及び酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス出口連通孔３６ｂが設けられる。

発電セル１４の短辺方向（矢印Ｃ方向）（鉛直方向）の両端縁部一方（酸化剤ガス入口連通孔３６ａ側）には、矢印Ｂ方向に互いに連通して、冷却媒体を供給する一対の冷却媒体入口連通孔４０ａが上下に設けられる。発電セル１４の短辺方向の他方（燃料ガス入口連通孔３８ａ側）には、矢印Ｂ方向に互いに連通して、冷却媒体を排出する一対の冷却媒体出口連通孔４０ｂが上下に設けられる。

アノードセパレータ３０の電解質膜・電極構造体３２に向かう面３０ａには、燃料ガス入口連通孔３８ａと燃料ガス出口連通孔３８ｂとを連通する燃料ガス流路４２が形成される。燃料ガス流路４２は、複数本の波状流路溝（又は直線状流路溝）を有する。

燃料ガス入口連通孔３８ａと燃料ガス流路４２とは、複数の入口連結流路４４ａを介して連通する一方、燃料ガス出口連通孔３８ｂと前記燃料ガス流路４２とは、複数の出口連結流路４４ｂを介して連通する。入口連結流路４４ａ及び出口連結流路４４ｂは、蓋体４６ａ及び蓋体４６ｂにより覆われる。

アノードセパレータ３０の面３０ｂには、一対の冷却媒体入口連通孔４０ａと一対の冷却媒体出口連通孔４０ｂとを連通する冷却媒体流路４８の一部が形成される。

カソードセパレータ３４の電解質膜・電極構造体３２に向かう面３４ａには、酸化剤ガス入口連通孔３６ａと酸化剤ガス出口連通孔３６ｂとを連通する酸化剤ガス流路５０が形成される。酸化剤ガス流路５０は、複数本の波状流路溝（又は直線状流路溝）を有する。カソードセパレータ３４の面３４ｂには、冷却媒体流路４８の一部が形成される。

アノードセパレータ３０の面３０ａ、３０ｂには、このアノードセパレータ３０の外周端縁部を周回して第１シール部材５２が一体成形される。カソードセパレータ３４の面３４ａ、３４ｂには、このカソードセパレータ３４の外周端縁部を周回して第２シール部材５４が一体成形される。

第１シール部材５２及び第２シール部材５４には、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材等の弾性を有するシール部材が用いられる。

図３及び図４に示すように、電解質膜・電極構造体３２は、例えば、水分を含んだパーフルオロスルホン酸の薄膜である固体高分子電解質膜６０を備える。固体高分子電解質膜６０は、アノード電極６２及びカソード電極６４により挟持される。アノード電極６２は、カソード電極６４よりも小さな平面寸法を有する段差ＭＥＡを構成しているが、これとは逆に、前記カソード電極６４よりも大きな平面寸法を有することもできる。また、アノード電極６２とカソード電極６４とは、同一の平面寸法に設定されてもよい。

アノード電極６２及びカソード電極６４は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層（図示せず）と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子を前記ガス拡散層の表面に一様に塗布して形成される電極触媒層（図示せず）とを有する。電極触媒層は、固体高分子電解質膜６０の両面に形成される。

図３に示すように、ターミナルプレート２０ａ、２０ｂの面内中央から離間した位置（面内中央でもよい）には、積層方向外方に延在してエンドプレート２６ａ、２６ｂの外方に突出するターミナルバー（電力取り出し端子）６６ａ、６６ｂが設けられる。ターミナルバー６６ａ、６６ｂの中心部には、ねじ穴７０ａ、７０ｂが所定の深さまで形成される。

絶縁部材２２ａ、２２ｂは、絶縁性材料、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）やフェノール樹脂等で形成されている。絶縁部材２２ａのターミナルプレート２０ａに対向する面には、中央部に矩形状の凹部７２ａが設けられるとともに、この凹部７２ａには、ターミナルプレート２０ａのターミナルバー６６ａを挿入する孔部７４ａが連通する。

絶縁部材２２ａの凹部７２ａには、導電性断熱部材１８ａ及びターミナルプレート２０ａが収容される。導電性断熱部材１８ａは、例えば、２枚の第１断熱部材１８ａ１間に１枚の第２断熱部材１８ａ２が挟持される。第１断熱部材１８ａ１は、例えば、カーボンプレートで構成される一方、第２断熱部材１８ａ２は、例えば、金属プレートの断面を凹凸状に形成して間に空気室が形成される。

絶縁部材２２ｂの凹部７２ｂには、導電性断熱部材１８ｂ、ターミナルプレート２０ｂ及び樹脂製スペーサ２８が収容される。導電性断熱部材１８ｂは、例えば、１枚の第１断熱部材１８ｂ１と１枚の第２断熱部材１８ｂ２とを備える。

なお、導電性断熱部材１８ａ、１８ｂは、空孔を保持し且つ電気導電性を有する部材であればよく、電気導電性を有する発泡金属、ハニカム形状金属（ハニカム部材）、又は多孔質カーボン（例えば、カーボンペーパ）のいずれかにより構成してもよい。

絶縁部材２２ｂのターミナルプレート２０ｂに対向する面には、中央部に矩形状の凹部７２ｂが設けられるとともに、前記凹部７２ｂには、ターミナルプレート２０ｂのターミナルバー６６ｂが挿入される孔部７４ｂが連通する。樹脂製スペーサ２８には、ターミナルバー６６ｂが挿入される孔部２８ａが形成される。

温調用プレート２４ａの絶縁部材２２ａに対向する面２４ａｓには、温度調整用媒体、例えば、冷却媒体を流通させる冷却媒体通路７６ａが形成される。冷却媒体通路７６ａは、一方の冷却媒体入口連通孔４０ａと一方の冷却媒体出口連通孔４０ｂとに連通するとともに、蛇行する複数本の冷却媒体通路溝を有する。温調用プレート２４ｂの絶縁部材２２ｂに対向する面２４ｂｓには冷却媒体通路７６ｂが形成される。冷却媒体通路７６ａは、一方（又は他方）の冷却媒体入口連通孔４０ａと一方（又は他方）の冷却媒体出口連通孔４０ｂとに連通するとともに、蛇行する複数本の冷却媒体通路溝を有する。

図３及び図５に示すように、温調用プレート２４ａの絶縁部材２２ａ側の面２４ａｓとは反対の面には、ターミナルバー６６ａと同軸上に円筒部７８ａが積層方向外方に膨出形成される。温調用プレート２４ａには、円筒部７８ａに近接して筒状部８０ａが積層方向外方に膨出形成されるとともに、前記筒状部８０ａには、雌ねじ部（ヘリサート）８２ａが設けられる。エンドプレート２６ａには、円筒部７８ａ及び筒状部８０ａが矢印Ｂ方向に進退自在に挿入される開口部８４ａが形成される。開口部８４ａは、円筒部７８ａを挿入させる開口部と筒状部８０ａを挿入させる開口部とを別々に形成してもよい。

図３に示すように、温調用プレート２４ｂは、上記の温調用プレート２４ａと同様に構成されており、同一の構成要素には、同一の参照数字に符号ａに代えてｂを付して、その詳細な説明は省略する。

図２に示すように、エンドプレート２６ａ、２６ｂの各辺間には、それぞれ各辺の中央位置に対応して一定の長さを有する連結バー８８が配置される。エンドプレート２６ａと２６ｂとの間は、一定の距離に維持される。連結バー８８の両端は、ねじ８９によりエンドプレート２６ａ、２６ｂに固定され、複数の積層された発電セル１４に積層方向（矢印Ｂ方向）の締め付け荷重を付与する。

筐体１６は、積層方向（矢印Ｂ方向）両端の２辺（面）がエンドプレート２６ａ、２６ｂにより構成される。筐体１６の矢印Ａ方向両端の２辺（面）は、横長プレート形状の前方サイドパネル９０及び後方サイドパネル９２により構成される。筐体１６の矢印Ｃ方向両端の２辺（面）は、上方サイドパネル９４及び下方サイドパネル９６により構成される。上方サイドパネル９４及び下方サイドパネル９６は、横長プレート形状を有する。

前方サイドパネル９０、後方サイドパネル９２、上方サイドパネル９４及び下方サイドパネル９６は、エンドプレート２６ａ、２６ｂの側部に設けられた各ねじ穴９８に、各孔部１００を介してねじ１０２を螺入することにより固定される。上方サイドパネル９４上には、制御装置１２が固定される（図１参照）。

図１及び図２に示すように、エンドプレート２６ａには、酸化剤ガス供給マニホールド１０４ａ、酸化剤ガス排出マニホールド１０４ｂ、燃料ガス供給マニホールド１０６ａ及び燃料ガス排出マニホールド１０６ｂが取り付けられる。酸化剤ガス供給マニホールド１０４ａは、各発電セル１４の酸化剤ガス入口連通孔３６ａに連通し、酸化剤ガス排出マニホールド１０４ｂは、前記発電セル１４の酸化剤ガス出口連通孔３６ｂに連通する。

燃料ガス供給マニホールド１０６ａは、各発電セル１４の燃料ガス入口連通孔３８ａに連通し、燃料ガス排出マニホールド１０６ｂは、前記発電セル１４の燃料ガス出口連通孔３８ｂに連通する。

エンドプレート２６ｂには、図示しないが、一対の冷却媒体入口連通孔４０ａに一体に連通する冷却媒体供給マニホールドと、一対の冷却媒体出口連通孔４０ｂに一体に連通する冷却媒体排出マニホールドとが取り付けられる。

図示しないが、絶縁部材２２ａ、２２ｂ、温調用プレート２４ａ、２４ｂ及びエンドプレート２６ｂには、一対の冷却媒体入口連通孔４０ａ及び一対の冷却媒体出口連通孔４０ｂが形成される。絶縁部材２２ａ、温調用プレート２４ａ及びエンドプレート２６ａには、酸化剤ガス入口連通孔３６ａ、酸化剤ガス出口連通孔３６ｂ、燃料ガス入口連通孔３８ａ及び燃料ガス出口連通孔３８ｂが形成される。

図１、図３及び図５に示すように、燃料電池スタック１０のターミナルバー６６ａには、高電圧ケーブル１１０の一端に接続されるケーブルコネクタ１１２が固定部材１１４を介して固定される。図３及び図５に示すように、ケーブルコネクタ１１２は、固定部材１１４にねじ１１６を介して固定される。接続ねじ１１７がターミナルバー６６ａのねじ穴７０ａに螺合することにより、ケーブルコネクタ１１２と前記ターミナルバー６６ａとが電気的に接続される。

図５に示すように、固定部材１１４には、嵌合部１１８及び取り付け板部１２０が設けられる。嵌合部１１８は、Ｏリング１２２を外装して温調用プレート２４ａの筒状部８０ａの内周面に嵌合する。取り付け板部１２０に挿入される固定ねじ１２４は、雌ねじ部８２ａに螺合することにより、固定部材１１４は、端部積層部材である温調用プレート２４ａに固定される。

図１に示すように、高電圧ケーブル１１０の他端に接続されるケーブルコネクタ１２６は、固定部材１２８を介して制御装置１２に電気的に接続される。なお、図示しないが、ターミナルバー６６ｂ側は、上記のターミナルバー６６ａ側と同様に構成されている。

このように構成される燃料電池スタック１０の動作について、以下に説明する。

先ず、図１及び図２に示すように、エンドプレート２６ａでは、酸化剤ガス供給マニホールド１０４ａに酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス供給マニホールド１０６ａには、水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。一方、エンドプレート２６ｂでは、図示しないが、冷却媒体供給マニホールドには、純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体が供給される。

このため、酸化剤ガスは、図４に示すように、酸化剤ガス入口連通孔３６ａからカソードセパレータ３４の酸化剤ガス流路５０に導入される。酸化剤ガスは、矢印Ａ方向に移動して電解質膜・電極構造体３２のカソード電極６４に供給される。

一方、燃料ガスは、燃料ガス入口連通孔３８ａからアノードセパレータ３０の燃料ガス流路４２に導入される。燃料ガスは、燃料ガス流路４２に沿って矢印Ａ方向に移動し、電解質膜・電極構造体３２のアノード電極６２に供給される。

従って、各発電セル１４では、電解質膜・電極構造体３２では、カソード電極６４に供給される酸化剤ガスと、アノード電極６２に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費されて発電が行われる。

次いで、カソード電極６４に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス出口連通孔３６ｂに沿って矢印Ｂ方向に排出される。酸化剤ガスは、図１及び図２に示すように、エンドプレート２６ａの酸化剤ガス排出マニホールド１０４ｂから排出される。同様に、アノード電極６２に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス出口連通孔３８ｂに沿って矢印Ｂ方向に排出される。燃料ガスは、エンドプレート２６ａの燃料ガス排出マニホールド１０６ｂから排出される。

また、図４に示すように、各冷却媒体入口連通孔４０ａに供給された冷却媒体は、互いに隣接するアノードセパレータ３０とカソードセパレータ３４との間の冷却媒体流路４８に導入される。冷却媒体は、互いに近接するように、矢印Ｃ方向に流通する。冷却媒体は、さらに矢印Ａ方向（セパレータ長辺方向）に流通して電解質膜・電極構造体３２を冷却する。

次いで、冷却媒体は、互いに離間するように、矢印Ｃ方向に流通して各冷却媒体出口連通孔４０ｂから排出される。冷却媒体は、エンドプレート２６ｂに設けられている冷却媒体排出マニホールドから排出される。

各発電セル１４は、電気的に直列に接続されており、積層体１４as.の両極であるターミナルバー６６ａ、６６ｂ間に発電電力が発生する。ターミナルバー６６ａ、６６ｂに接続される各高電圧ケーブル１１０を介して、制御装置１２に発電電力が供給される。制御装置１２により電圧制御が行われ、例えば、燃料電池電気自動車が走行可能な状態になる。

この場合、本実施形態では、図３及び図５に示すように、ターミナルバー６６ａに接続されるケーブルコネクタ１１２は、固定部材１１４を介して端部積層部材である温調用プレート２４ａに固定されている。このため、ターミナルプレート２０ａは、エンドプレート２６ａに対して温調用プレート２４ａと一体に移動することが可能になる。

具体的には、燃料電池スタック１０の作用効果を、図６に示す比較例としての燃料電池スタック１０ref.との関係で、以下に説明する。燃料電池スタック１０ref.は、固定部材１１４ａを備え、前記固定部材１１４ａには、取り付け板部１２０ａが設けられる。取り付け板部１２０ａは、固定ねじ１２４ａを介してエンドプレート２６ａに固定される。比較例では、固定部材１１４ａは、端部積層部材ではなく、エンドプレート２６ａに直接固定される。

そこで、燃料電池スタック１０ref.に外部荷重が付与されると、図７に示すように、積層体１４as.は、筐体１６内で積層方向（矢印Ｂ方向）に移動し易い。その際、エンドプレート２６ａ、２６ｂは、筐体１６の積層方向両端の２辺（面）を構成しており、固定された壁面と見なすことができる。このため、積層体１４as.は、エンドプレート２６ａ、２６ｂに対して近接及び離間する方向に移動する場合がある。

ここで、ターミナルプレート２０ａは、固定部材１１４ａを介してエンドプレート２６ａに固定されている。従って、積層体１４as.及び導電性断熱部材１８ａが移動することにより、前記導電性断熱部材１８ａとターミナルプレート２０ａとが離間して隙間Ｓが形成される。これにより、燃料電池スタック１０ref.では、電極面圧が低下してスパークや水素ガスの漏れ等が発生するおそれがある。

これに対して、本願発明では、図３に示すように、ターミナルプレート２０ａは、固定部材１１４を介して温調用プレート２４ａに固定されており、エンドプレート２６ａに対して積層方向に進退可能である。このため、筐体１６内で積層体１４as.及び導電性断熱部材１８ａが積層方向に移動する。その際、図８に示すように、ターミナルプレート２０ａは、絶縁部材２２ａ及び温調用プレート２４ａと一体にエンドプレート２６ａに対して積層方向に移動することができる。

これにより、本実施形態では、燃料電池スタック１０に外部荷重が付与された際、発電セル１４の移動に伴ってターミナルプレート２０ａを追従させることが可能になる。このため、ターミナルプレート２０ａと積層体１４as.とが離間して、又は、前記積層体１４as.を構成する発電セル１４間が離間して、スパーク等の発生を可及的に抑制することが可能になるという効果が得られる。

なお、本実施形態では、ケーブルコネクタ１１２は、温調用プレート２４ａに固定されているが、これに限定されるものではない。ケーブルコネクタ１１２は、絶縁部材２２ａ、２２ｂ、温調用プレート２４ａ、２４ｂ又は樹脂製プレート２９のいずれかに固定すればよい。

１０…燃料電池スタック １２…制御装置
１４…発電セル １８ａ、１８ｂ…導電性断熱部材
１４as.…積層体 ２０ａ、２０ｂ…ターミナルプレート
２２ａ、２２ｂ…絶縁部材 ２４ａ、２４ｂ…温調用プレート
２６ａ、２６ｂ…エンドプレート ２８…樹脂製スペーサ
２９…樹脂製プレート ３０…アノードセパレータ
３２…電解質膜・電極構造体 ３４…カソードセパレータ
３６ａ…酸化剤ガス入口連通孔 ３６ｂ…酸化剤ガス出口連通孔
３８ａ…燃料ガス入口連通孔 ３８ｂ…燃料ガス出口連通孔
４０ａ…冷却媒体入口連通孔 ４０ｂ…冷却媒体出口連通孔
４２…燃料ガス流路 ４８…冷却媒体流路
５０…酸化剤ガス流路 ５２、５４…シール部材
６０…固体高分子電解質膜 ６２…アノード電極
６４…カソード電極 ６６ａ、６６ｂ…ターミナルバー
７０ａ、７０ｂ、９８…ねじ穴 ７２ａ、７２ｂ…凹部
７８ａ…円筒部 ８０ａ…筒状部
８２ａ…雌ねじ部 ８９、１０２、１１６…ねじ
１１０…高電圧ケーブル １１２、１２６…ケーブルコネクタ
１１４、１２８…固定部材 １１８…嵌合部
１２０…取り付け板部 １２４…固定ねじ

Claims (3)

1. 燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する発電セルが、複数積層された積層体を備え、前記積層体の積層方向外方に向かって、ターミナルプレート、端部積層部材及びエンドプレートが配設される燃料電池スタックであって、
   前記ターミナルプレートは、前記エンドプレートを貫通して前記積層方向外方に延在し、該エンドプレートの外部に突出するターミナルバーを備えるとともに、
   前記ターミナルバーに接続されるケーブルコネクタを前記端部積層部材に固定する固定部材を設けることを特徴とする燃料電池スタック。
2. 請求項１記載の燃料電池スタックであって、前記端部積層部材は、前記ターミナルプレートと前記エンドプレートとの間に介装される複数枚の電気絶縁性プレートであることを特徴とする燃料電池スタック。
3. 請求項２記載の燃料電池スタックであって、前記複数枚の電気絶縁性プレートの中、最も前記エンドプレートに隣接する電気絶縁性プレートに前記ケーブルコネクタを固定することを特徴とする燃料電池スタック。

Images