JP2020126735A - 燃料電池スタック - Google Patents

燃料電池スタック Download PDF

Info

Publication number
JP2020126735A
JP2020126735A JP2019017650A JP2019017650A JP2020126735A JP 2020126735 A JP2020126735 A JP 2020126735A JP 2019017650 A JP2019017650 A JP 2019017650A JP 2019017650 A JP2019017650 A JP 2019017650A JP 2020126735 A JP2020126735 A JP 2020126735A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stack
cooling water
reaction gas
power cable
output terminal
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.)
Granted
Application number
JP2019017650A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7113180B2 (ja
Inventor
英俊 若松
Hidetoshi Wakamatsu
英俊 若松
伊藤 和彦
Kazuhiko Ito
和彦 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority to JP2019017650A priority Critical patent/JP7113180B2/ja
Publication of JP2020126735A publication Critical patent/JP2020126735A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7113180B2 publication Critical patent/JP7113180B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

【課題】電力変換回路基板がスタックの下方に配置され、電力ケーブルを接続する端子をスタックの下方に突出させた構成で、スタック内部で冷却水の漏水が発生しても、電力ケーブルを介して、電力変換回路基板側に水が流れないようにする。【解決手段】セル積層体と集電板と出力端子12と端板を備えたスタック1と、スタック1の下方に配置された電力変換回路基板16と、スタック1と電力変換回路基板16を電気的に接続する電力ケーブル17とを備え、端板は出力端子12よりも下方に突出する脚部6aと案内部を有し、案内部によって、電力ケーブル17の最下点が案内部よりも出力端子12側に位置するように構成され、電力ケーブル17はスタック1下部の出力端子12から外側に向かって登り勾配を有し、スタック1内部で冷却水の漏水が発生しても、電力ケーブル17を介して、電力変換回路基板16側に水が流れることが無い。【選択図】図3

Description

本発明は、スタックの集電板の出力端子に、電力変換回路基板と接続するための電力ケーブルを取り付けた燃料電池スタックに関するものである。
燃料電池は、水素などの燃料ガスと空気などの酸化剤ガスを電気化学的に反応させて、電気と熱を同時に発生させるものである。
固体高分子型の燃料電池は、電解質膜−電極接合体(以下、「MEA」という)を一対のセパレータで挟んだセルで構成されている。
MEAは、水素イオンを選択的に輸送する高分子電解質膜(以下、「電解質膜」ともいう)の両主面に一対の電極を備えている。
セパレータは、MEAの両面に配置されてMEAを機械的に固定すると共に、隣接するMEA同士を互いに電気的に直列に接続するため導電性を有している。
セパレータのMEAと接触する面には、電極に水素や空気などの反応ガスを供給し、且つ反応により発生したガスや余剰のガスを運び去るためのガス流路となる溝が形成されている。セパレータのMEAと接触する面と反対の面には、反応により発生した熱を回収する冷却水を供給排出するための冷却水流路となる溝が形成されている。
多くの燃料電池は、MEAとセパレータを数多く重ねた積層構造を採っており、さらにその積層方向の両端には、反応によって発生した電気を外部に取り出すための一対の集電板が配されている。このような積層体をスタックと呼ぶ。
スタックは、セルを貫通してセパレータのガス流路に反応ガスを供給排出する反応ガスマニホールドと、セルを貫通してセパレータの冷却水流路に冷却水を供給排出する冷却水マニホールドを有している。
スタックで発生した電流は、集電板と電気的に接続された電力変換回路基板によって調整されたのち、燃料電池システムの外部へと取り出される。集電板と電力変換回路基板は電力ケーブルで接続されており、集電板には、電力ケーブルを取り付けるための端子が設けられている。
燃料電池システム内におけるスタックと電力変換回路基板の位置関係は、レイアウトの都合により様々な形態を採ることができ、スタックの下方に電力変換回路基板を配置しているものがある(例えば、特許文献1参照)。
図5は、特許文献1に記載された燃料電池システムの概略構成を示すものである。図5に示すように、特許文献1に記載された従来の燃料電池システムは、燃料電池本体(スタックに相当)112の下部に端子112d,112cを配置することによって、燃料電池本体112の端子112d,112cと、燃料電池本体112の下方に配置されたDC/DCコンバータ(電力変換回路基板に相当)116a,116bと、を接続する電力ケーブルの長さを、燃料電池本体112の上部に端子を配置した場合よりも、短くして、電力ケーブルのIR損による電力ロスを小さくしている。
実用新案登録第3178267号公報
しかしながら、従来の構成では、燃料電池本体112の下部に端子112d,112cが設けられ、電力変換回路基板の役割を担うDC/DCコンバータ116a,116bが燃料電池本体112の下方に配置されている為、燃料電池本体112内部で冷却水の漏水が発生し、その水が、端子112d,112cから電力ケーブルに伝わった場合に、電力ケーブルを伝わった水が電力変換回路基板まで到達すると、電力変換回路基板が短絡してしまうという課題を有していた。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、電力変換回路基板がスタックの下方に配置されることを想定して、電力ケーブルを接続する端子をスタックの下方に突出させた構成であって、スタック内部で冷却水の漏水が発生した場合においても、その水が電力ケーブルを介して電力変換回路基板に到達しない燃料電池スタックを提供することを目的とする。
前記従来の課題を解決するために、本発明の燃料電池スタックは、セルを略水平方向に多数積層したセル積層体と、前記セル積層体の積層方向の両端に配置される一対の集電板と、を有するセルスタック本体と、前記セルスタック本体における前記積層方向の両端に配置される一対の端板と、一対の前記集電板のそれぞれと電気的に接続される一対の電力ケーブルと、を備えた、燃料電池スタックであって、前記セル積層体は、前記セルで発電時に発生する熱を回収する冷却水が流れる冷却水流路を有しており、一対の前記集電板のそれぞれは、前記集電板の下端面よりも下方に突出して前記電力ケーブルの一端が取り付けられる出力端子を備え、一対の前記端板は、前記出力端子よりも下方に突出する脚部が一体に設けられ、少なくとも一つの前記脚部は、前記電力ケーブルを前記脚部の外側に引き出す案内部を有し、前記出力端子から前記案内部までの前記電力ケーブルの最下点が、前記案内部よりも前記出力端子側に位置するように構成されたものである。
これによって、電力ケーブルはスタック下部の出力端子部から外側に向かって登り勾配を有することになり、スタック内部で冷却水の漏水が発生した場合においても、その水は電力ケーブルを電力変換回路基板側に向かう方向に伝わらないので、電力変換回路基板側に水が流れることが無くなる為、電力変換回路基板に水が到達せず、電力変換回路基板は水が原因で短絡しない。
本発明の燃料電池スタックは、電力変換回路基板がスタックの下方に配置されることを想定して、電力ケーブルを接続する端子をスタックの下方に突出させているが、スタック内部で冷却水の漏水が発生した場合においても、電力ケーブルから電力変換回路基板に水が到達せず、水で電力変換回路基板が短絡しない。
さらに、スタックの下方に電力変換回路基板を配置することで、万が一スタックから水素などの可燃性の燃料ガスが漏れた場合でも、これらの燃料ガスは空気よりも軽くスタックの上方へ流れていくため、高電圧となる電力変換回路基板に流入しない為、引火などの不具合が発生する可能性が低くなる。これにより燃料電池システムの安全性を高めることができる。
本発明の実施の形態1における燃料電池スタックを、積層方向に平行な一対の冷却水マニホールドの中心軸を含む平面で切断した場合の断面を示す概略断面図 本発明の実施の形態1における燃料電池スタックを、積層方向に垂直な平面で切断した場合の断面を示す概略断面図 本発明の実施の形態1における燃料電池スタックを備えた燃料電池システムの概略図 本発明の実施の形態1における燃料電池スタックの外観斜視図 従来の燃料電池システムの概略図
第1の発明は、セルを略水平方向に多数積層したセル積層体と、前記セル積層体の積層方向の両端に配置される一対の集電板と、を有するセルスタック本体と、前記セルスタック本体における前記積層方向の両端に配置される一対の端板と、一対の前記集電板のそれぞれと電気的に接続される一対の電力ケーブルと、を備えた燃料電池スタックであって、前記セル積層体は、前記セルで発電時に発生する熱を回収する冷却水が流れる冷却水流路を有しており、一対の前記集電板のそれぞれは、前記集電板の下端面よりも下方に突出して前記電力ケーブルの一端が取り付けられる出力端子を備え、一対の前記端板は、前記出力端子よりも下方に突出する脚部が一体に設けられ、少なくとも一つの前記脚部は、前記電力ケーブルを前記脚部の外側に引き出す案内部を有し、前記出力端子から前記案内部までの前記電力ケーブルの最下点が、前記案内部よりも前記出力端子側に位置するように構成されたものである。
これによって、電力ケーブルはスタック下部の出力端子部から外側に向かって登り勾配を有することになり、スタック内部で冷却水の漏水が発生した場合においても、その水は電力ケーブルを電力変換回路基板側に向かう方向に伝わらないので、電力変換回路基板側に水が流れることが無くなる為、電力変換回路基板に水が到達せず、電力変換回路基板は短絡せず、安全性の高い燃料電池システムを構成することが出来る。
第2の発明は、特に、第1の発明における前記冷却水流路が、冷却水入口が冷却水出口よりも上方に位置し、冷却水は、前記セルに対して上から下に向かって流れる構成とするものである。
この構成によって、重力により冷却水が流れやすくなり、効率よくスタックの熱を回収することができる。
第3の発明は、特に、第2の発明において、前記セルに反応ガスを供給排出する反応ガス流路を有し、前記反応ガス流路の反応ガス入口は、反応ガス出口よりも上方に位置し、前記反応ガスは、前記セルに対して上から下に向かって流れる構成とするものである。
この構成によって、スタックの上部に反応ガス入口と冷却水入口が互いに近接して位置することになる。反応ガス入口付近では反応ガスの濃度が高いために発電反応が集中して起こることから、この付近のスタック温度がより高くなるが、冷却水入口が反応ガス入口付近にあることで効率的に冷却することができ、反応ガス入口付近の温度上昇を抑制することができる。
これにより、スタックの上部と下部の温度分布をより均一化することができるため、高温による局所的な劣化を抑制することができ、その結果、スタックの耐久性を向上させることができる。
また、スタック内の反応ガス流路で凝縮水が発生した場合でも、反応ガスの流れと重力を利用して凝縮水をスタックの反応ガス出口から排出することができ、反応ガス流路で発生した凝縮水が反応ガスの流れを妨げることを抑制できる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における燃料電池スタックを、積層方向に平行な一対の冷却水マニホールドの中心軸を含む平面で切断した場合の断面を示す概略断面図であり、図2は、本発明の実施の形態1における燃料電池スタックを、積層方向に垂直な平面で切断した場合の断面を示す概略断面図である。
図3は、本発明の実施の形態1における燃料電池スタックを備えた燃料電池システムの概略図であり、図4は、本発明の実施の形態1における燃料電池スタックの外観斜視図である。
図1から図4に示すように、本実施の形態の燃料電池システム15に用いられるスタック1は、MEA2を一対のセパレータ3で挟んだセル4aを、多数積層した積層体4の積層方向の両端に一対の集電板5を備える。
スタック1に積層方向の締結圧力を与えて一体として保持するため、一対の集電板5における積層体4と対向する面と反対側の面に(集電板5のさらに外側に)一対の端板6を配置し、環状バンド22で両端板6を、積層体4と一対の集電板5と一対の端板6が積層方向に圧縮される力が加わるように締結する。
スタック1は、セル4aを貫通してセル4aに反応ガスを供給排出する反応ガスマニホールド7と、セル4aを貫通してセル4aで発電時に発生する熱を回収する冷却水を供給排出する冷却水マニホールド8とを有している。
スタック1を、積層方向に平行な一対の冷却水マニホールド8の中心軸を含む平面で切断した場合の断面を示す図1では、反応ガスマニホールド7が示されていないが、スタック1を、積層方向に平行な一対の反応ガスマニホールド7の中心軸を含む平面で切断した場合の断面は、図1の冷却水マニホールド8と冷却水入口9と冷却水出口10を、反応ガスマニホールド7と反応ガス入口13と反応ガス出口14に、それぞれ置き換えた構成に相当する。
集電板5は、スタック1の下部から電流を取り出す出力端子12を備える。出力端子12はスタック1の積層部分の下面から下方に突出している。なお、一対の端板6には出力端子12よりも下方に突出する脚部6aが一体に設けられる。
一対の端板6のうちの一方の端板6には、反応ガスマニホールド7の反応ガス入口13及び反応ガス出口14、冷却水マニホールド8の冷却水入口9及び冷却水出口10がそれぞれ設けられている。
反応ガスは、空気などの酸化剤ガスがMEAの一方の電極(カソード)に必要となり、水素などの燃料ガスがMEAの他方の電極(アノード)に必要となるため、反応ガス入口13及び反応ガス出口14は、それぞれ二つずつ設けられている。
燃料電池システム15の筐体内において、スタック1の下方に電力変換回路基板16が
配置され、電力変換回路基板16は、電力変換回路基板16の上部に接続端子16aを備え、スタック1と電力変換回路基板16の接続端子16aとは、出力端子12と電力ケーブル17によって電気的に接続されている。
スタック1で発電した電力は、電力変換回路基板16で調整されたのち、燃料電池システム15の外部へと取り出される。電力変換回路基板16は、昇圧回路やインバータ回路などの回路類と電圧センサーや電流センサーなどのセンサー類などから構成される。
スタック1には、空気ブロア18から一方の反応ガス入口13に空気が供給され、発電に使用された後の余剰なガス(主に空気)は一方の反応ガス出口14から排出される。また、燃料改質器19から他方の反応ガス入口13に水素を含む燃料ガスが供給され、発電に使用された後の余剰なガス(主に燃料ガス)は他方の反応ガス出口14から燃料改質器19に備えられたバーナーへと供給され、燃料改質器19の温度を維持するためにバーナーの燃焼に用いられる。
燃料改質器19には、燃料ガスの原料となる都市ガスなどの原料ガスが燃料電池システム15の外部から供給され、燃料改質器19によって原料ガスが水素を含む燃料ガスへと改質される。
スタック1には、熱交換器20から冷却水入口9に冷却水が供給される。そして、冷却水入口9にからスタック1に流入した冷却水は、スタック1内を流れているときに、発電によってスタック1で発生した熱を回収する。そして、スタック1で発生した熱を回収した冷却水は、冷却水出口10から再び熱交換器20へと戻される。
熱交換器20には、スタック1から熱交換器20に戻される冷却水よりも温度の低い温水が、貯湯槽21から供給される。そして、熱交換器20において、貯湯槽21から供給される温水と、スタック1から戻された冷却水とが熱交換して、温水は冷却水との熱交換によって温度が高められた後、再び貯湯槽21へと戻される。貯湯槽21からは温水が燃料電池システム15の外部へと供給され、代わりに外部から水が補給される。
本実施の形態の燃料電池スタック1は、セル4aを略水平方向に多数積層したセル積層体4と、セル積層体4の積層方向の両端に配置される一対の集電板5と、を有するセルスタック本体と、セルスタック本体における積層方向の両端に配置される一対の端板6と、一対の集電板5のそれぞれと電気的に接続される一対の電力ケーブル17と、を備えた燃料電池スタック1である。
セル積層体4は、セル4aで発電時に発生する熱を回収する冷却水が流れる冷却水流路を有しており、一対の集電板5のそれぞれは、集電板5の下端面よりも下方に突出して電力ケーブル17の一端が取り付けられる出力端子12を備える。一対の端板6は、出力端子12よりも下方に突出する脚部6aが一体に設けられる。
一対の脚部6aのうちの一方の脚部6aは、電力ケーブル17を脚部6aの外側に引き出す案内部6bを有し、出力端子12から案内部6bまでの電力ケーブル17の最下点が案内部6bよりも出力端子12側に位置するように構成されている。
本実施の形態は、スタック1の下方に電力変換回路基板16が配置され、スタック1と電力変換回路基板16とが、スタック1の積層部分の下面から下方に突出した出力端子12と電力ケーブル17によって電気的に接続されていることを特徴の一つとしている。
これにより、電力ケーブル17の長さを短くすることができる。下方とは、電力変換回
路基板16の上端面がスタック1の下端面と同じ高さか低い位置にあることを言う。電力変換回路基板16がスタック1よりも大幅に下方にあると電力ケーブル17の長さが長くなってしまうため、スタック1の近傍に配置することが好ましい。
また、スタック1の下部に配置された集電板5の端子を出力端子12と呼んでいるが、出力端子12はスタック1の下端面、つまり集電板5の下端面よりも下方に突出していることが好ましい。これにより、スタック1と電力変換回路基板16を接続する電力ケーブル17の長さを短くすることができる。
この構成によって、スタック1の出力端子12と電力変換回路基板16とを電力ケーブル17で接続する場合において、電力ケーブル17の長さを短くすることができるため、電力ケーブル17のIR損による電力ロスを小さくすることができる。
また、スタック1の下方に電力変換回路基板16を配置することで、万が一スタック1から水素などの可燃性の燃料ガスが漏れた場合でも、これらの燃料ガスは空気よりも軽くスタック1の上方へ流れていくため、高電圧となる電力変換回路基板16に流入する可能性が低くなり、引火などの不具合が発生する可能性を低くすることができる。
さらに、端板6の下部には下方に突出する脚部6aと電力ケーブル17を引き出す為の案内部6bが設けられている。案内部6bは、端板6の脚部6aにリブ形状で複数個設けられ、電力ケーブル17がスタック1下部の出力端子12からスタック1の外側に向かって登り勾配を有するように、それぞれのリブ高さを変えている。
この構成によって、スタック1内部で冷却水の漏水が発生して、出力端子12または案内部6bを介して、電力ケーブル17に水が伝わった場合においても、電力ケーブル17に沿って低い方に流れた後に、電力ケーブル17の外周面における下側になる部分と接触する案内部6bまたは出力端子12における電力ケーブル17よりも低い部分に流れることになり、電力ケーブル17を電力変換回路基板16側に向かう方向に水が流れることが無くなる為、電力ケーブル17から電力変換回路基板16に水が到達せず、電力変換回路基板16は水が原因で短絡しなくなる。
出力端子12の他の構成として、集電板5の下端面と同じ高さで水平方向に突出している構成や、集電板5の下端面よりも高い位置で水平方向に突出している構成なども採ることができる。
集電板5の形状としては、積層されるセパレータ3やMEA2と同じ面積を有する長方形の板に、端子が突出した形状であることが一般的である。集電板5の出力端子12と電力ケーブル17の接続は、確実な接続を確保するためにボルトとナットを使用することが一般的である。
従って、ボルトを挿入するためのボルトを入れる穴があいている。あるいはU字端子形状でも良い。電力ケーブル17の取り付け作業性をより良くするために、あらかじめ集電板5の出力端子12部または、電力ケーブル17の端子部にカシメナットが付けることが好ましい。
集電板5の材質としては、アルミや真鍮など導電率の高い金属が使用される。さらに、セパレータ3と接する部分および電力ケーブル17と接する部分には、接触抵抗が低く耐食性の高い、金などの金属によるメッキあるいはカーボンコートなどを施していることが好ましい。
スタック1における冷却水入口9及び冷却水出口10の配置は、種々の位置を採ることができるが、冷却水入口9が冷却水出口10よりも上方に位置し、冷却水が、セル4aに対して上方から下方に向かって流れることが好ましい。
これにより、重力方向に冷却水が流れることになり、冷却水が詰まることなく流れやすくなり、効率よくスタックの熱を回収することができる。
スタック1における反応ガス入口13および反応ガス出口14の配置は、種々の位置を採ることができるが、冷却水入口9が冷却水出口10よりも上方に位置し、冷却水が、セル4aに対して上方から下方に向かって流れる構成の場合には、反応ガス入口13が反応ガス出口14よりも上方に位置し、反応ガスが、セル4aに対して上方から下方に向かって流れることが好ましい。
これにより、発電反応が集中して起こる反応ガス入口13付近の温度をより低く抑えることができる。スタック1の上部と下部の温度分布をより均一化することができるため、スタック1の耐久性を向上させることができる。
本実施の形態では、スタック1の側面を囲むように環状バンド22を配置して、環状バンド22が端板6を締結する力でスタック1を一体として固定している。スタック1の端板6を締結する方法としては、他に複数のボルトとナットを用いる方法もあるが、環状バンド22を用いることで構造を簡易にすることができ、また、スタック1の組み立ての作業性も向上するため、より好ましい。
環状バンド22の下端は、スタック1(脚部6aを除く)の下端面と同じ高さか下端面よりも高い位置となるように配置されており、出力端子12に電力変換回路基板16と接続するための電力ケーブル17を取り付ける際の障害とならない構成となっている。
また、スタック1の側面を囲むように環状バンド22を配置して、環状バンド22が端板6を締結する力でスタック1を一体として固定している為、出力端子12が環状バンド22の邪魔にならない。
スタック1の下部(下面の四隅)には、端板6と一体に構成された脚部6aが下方に突出している。脚部6aの高さは、出力端子12がスタック1(脚部6aを除く)の下端面よりも下方に突出している長さよりも高くなっており、スタック1を平坦な台の上に設置した場合でも出力端子12が台と接触しないようになっている。
脚部6aは、出力端子12に意図せず人の手や導電性の物体などが接触して危険にならないように出力端子12を保護する役割もある。一方で、出力端子12に電力変換回路基板16と接続するための電力ケーブル17を取り付ける際の障害とならないよう、隣接する脚部6aの間に電力ケーブル17や工具を挿入できるだけの隙間が設けられている。
出力端子12は、電力ケーブル17を接続することができる範囲で、可能な限り短く構成される。これにより、端子でのIR損による電力ロスを低減することができる。
また、本実施の形態におけるスタック1の冷却水入口9が、冷却水出口10よりも上方に位置し、冷却水が、セル4aに対して上から下に向かって流れるので、冷却水が流れやすくなり、効率よくスタックの熱を回収することができる。
また、本実施の形態におけるスタック1の反応ガスマニホールド7の反応ガス入口13が、反応ガスマニホールド7の反応ガス出口14よりも上方に位置し、反応ガスが、セル
4aに対して上から下に向かって流れることによって、スタック1の上部に反応ガス入口13と冷却水入口9が互いに近接して位置することになる。
反応ガス入口13付近では反応ガスの濃度が高いために発電反応が集中して起こることから、この付近のスタック1の温度がより高くなるが、冷却水入口9が反応ガス入口13の付近(近傍)にあることで効率的に冷却することができ、反応ガス入口13の付近(近傍)の温度上昇を抑制することができる。
これにより、スタック1の上部と下部の温度分布をより均一化することができるため、高温による局所的な劣化を抑制することができ、その結果、スタック1の耐久性を向上させることができる。
さらに、スタック1内の反応ガス流路で凝縮水が発生した場合でも、反応ガスの流れと重力を利用して凝縮水をスタック1の反応ガス出口14から排出することができ、反応ガス流路で発生した凝縮水が反応ガスの流れを妨げることを抑制できる。
本発明の燃料電池スタックは、スタックとスタックの下方に配置された電力変換回路基板を接続する電力ケーブルの最下点部がスタック下部の出力端子側に位置するように構成することにより、スタック内部で冷却水の漏水が発生した場合においても、電力ケーブルを介して電力変換基板側に水が流れることが無くなる為、家庭用コージェネレーション用をはじめとする多様な方式の燃料電池システムの燃料電池スタック等の用途にも適用できる。
1 スタック
2 MEA
3 セパレータ
4 積層体
4a セル
5 集電板
6 端板
6a 脚部
6b 案内部
7 反応ガスマニホールド
8 冷却水マニホールド
9 冷却水入口
10 冷却水出口
12 出力端子
13 反応ガス入口
14 反応ガス出口
15 燃料電池システム
16 電力変換回路基板
17 電力ケーブル

Claims (3)

  1. セルを略水平方向に多数積層したセル積層体と、前記セル積層体の積層方向の両端に配置される一対の集電板と、を有するセルスタック本体と、
    前記セルスタック本体における前記積層方向の両端に配置される一対の端板と、
    一対の前記集電板のそれぞれと電気的に接続される一対の電力ケーブルと、
    を備えた、燃料電池スタックであって、
    前記セル積層体は、前記セルで発電時に発生する熱を回収する冷却水が流れる冷却水流路を有しており、
    一対の前記集電板のそれぞれは、前記集電板の下端面よりも下方に突出して前記電力ケーブルの一端が取り付けられる出力端子を備え、
    一対の前記端板は、前記出力端子よりも下方に突出する脚部が一体に設けられ、
    少なくとも一つの前記脚部は、前記電力ケーブルを前記端板よりも外側に引き出す案内部を有し、
    前記出力端子から前記案内部までの前記電力ケーブルの最下点が、前記案内部よりも前記出力端子側に位置するように構成された、燃料電池スタック。
  2. 前記冷却水流路は、冷却水入口が冷却水出口よりも上方に位置し、冷却水は、前記セルに対して上から下に向かって流れる、請求項1に記載の燃料電池スタック。
  3. 前記スタックは、前記セルに反応ガスを供給排出する反応ガス流路を有し、前記反応ガス流路の反応ガス入口は、前記反応ガス流路の反応ガス出口よりも上方に位置し、前記反応ガスは、前記セルに対して上から下に向かって流れる、請求項2に記載の燃料電池スタック。
JP2019017650A 2019-02-04 2019-02-04 燃料電池スタック Active JP7113180B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019017650A JP7113180B2 (ja) 2019-02-04 2019-02-04 燃料電池スタック

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019017650A JP7113180B2 (ja) 2019-02-04 2019-02-04 燃料電池スタック

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020126735A true JP2020126735A (ja) 2020-08-20
JP7113180B2 JP7113180B2 (ja) 2022-08-05

Family

ID=72084147

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019017650A Active JP7113180B2 (ja) 2019-02-04 2019-02-04 燃料電池スタック

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7113180B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112397757A (zh) * 2020-11-13 2021-02-23 上海捷氢科技有限公司 一种燃料电池电堆封装结构及其封装箱体、电芯结构
CN116525868A (zh) * 2023-06-30 2023-08-01 杭州德海艾科能源科技有限公司 一种自分区液流电池电堆

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007323816A (ja) * 2006-05-30 2007-12-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 燃料電池発電装置
JP2009158463A (ja) * 2007-12-05 2009-07-16 Panasonic Corp 燃料電池発電システム
JP2013145711A (ja) * 2012-01-16 2013-07-25 Toyota Motor Corp 燃料電池システムとこれを搭載した車両
JP2016038963A (ja) * 2014-08-06 2016-03-22 本田技研工業株式会社 燃料電池スタックの電気部品接続構造
JP2016157743A (ja) * 2015-02-23 2016-09-01 パナソニック株式会社 屋外設置用電気機器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007323816A (ja) * 2006-05-30 2007-12-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 燃料電池発電装置
JP2009158463A (ja) * 2007-12-05 2009-07-16 Panasonic Corp 燃料電池発電システム
JP2013145711A (ja) * 2012-01-16 2013-07-25 Toyota Motor Corp 燃料電池システムとこれを搭載した車両
JP2016038963A (ja) * 2014-08-06 2016-03-22 本田技研工業株式会社 燃料電池スタックの電気部品接続構造
JP2016157743A (ja) * 2015-02-23 2016-09-01 パナソニック株式会社 屋外設置用電気機器

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112397757A (zh) * 2020-11-13 2021-02-23 上海捷氢科技有限公司 一种燃料电池电堆封装结构及其封装箱体、电芯结构
CN116525868A (zh) * 2023-06-30 2023-08-01 杭州德海艾科能源科技有限公司 一种自分区液流电池电堆
CN116525868B (zh) * 2023-06-30 2023-09-29 杭州德海艾科能源科技有限公司 一种自分区液流电池电堆

Also Published As

Publication number Publication date
JP7113180B2 (ja) 2022-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7491460B2 (en) Fuel cell and fuel cell stack
US8247134B2 (en) Fuel cell and fuel cell system with the same
US7794891B2 (en) Fuel cell with interweaving current collector and membrane electrode assembly
US7169496B2 (en) Fuel Cell
US7232582B2 (en) Fuel cell
KR100709212B1 (ko) 연료 전지 시스템 및 스택
JP2008523575A (ja) 燃料電池用の統合型バスバー
JP7113180B2 (ja) 燃料電池スタック
US8709672B2 (en) Fuel cell module
US7867000B1 (en) Stack height tolerance compensating busbar structure
US8916308B2 (en) Fuel cell
US7393607B2 (en) Fuel cell and fuel cell stack
JP2011086549A (ja) 燃料電池システム
KR101155911B1 (ko) 연료 전지 시스템용 스택
US7537854B2 (en) Polymer electrolyte fuel cell and stack therefor, and method of manufacturing the same
JP2008293953A (ja) 燃料電池用スタック
JP2009526345A (ja) 燃料電池スタック
JP5136051B2 (ja) 燃料電池
JP2000090956A (ja) 固体高分子型燃料電池
JP6876904B2 (ja) スタックのエージング方法
KR100556814B1 (ko) 연료전지의 스택
JP5125376B2 (ja) 燃料電池
KR102470688B1 (ko) 연료전지 스택 조립체
US20240014429A1 (en) Fuel cell unit
KR102470689B1 (ko) 고정력이 향상된 연료전지 스택

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210118

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20211111

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211207

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220126

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220405

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220418

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7113180

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151