JP2020529721A5 - - Google Patents
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Claims (20)
- 外側表面(101)、内側表面(102)、およびアノードフレーム開口(103)を有するアノードフレーム部材(100)と、
外側表面(202)、内側表面(201)、およびカソードフレーム開口(203)を有するカソードフレーム部材(100)と、
アノード表面(301)およびカソード表面(302)を有するフロープレート(300)とを有し、
上記カソードフレーム部材(200)および上記アノードフレーム部材(300)は、それらの内側表面(102/201)に沿って相互に係合し、上記アノード表面(301)の一部が上記アノードフレーム部材の上記内側表面(102)と接触し、かつ、上記カソードフレーム部材(302)の一部が上記カソードフレーム部材の上記内側表面(101)と接触する状態で、上記内側表面(102/201)の間に上記フロープレート(300)を保持して包囲することを特徴とするフロープレート・フレーム・アセンブリ。 - 上記フロープレート(300)は複数のアノードフローチャネル(304)を具備するアノード表面(301)および複数のカソードフローチャネル(305)を具備するカソード表面(302)を有する請求項1記載のフロープレート・フレーム・アセンブリ。
- 上記アノードフレーム部材(100)が、1または複数のアノード流体入口(160)、1または複数の冷却剤流体入口(170)、1または複数のカソード流体入口(150)、1または複数のアノード排気出口(180)、および1または複数のカソード排気出口(190)を有し、
上記カソードフレーム部材(200)が、1または複数のアノード流体入口(260)、1または複数の冷却剤流体入口(270)、1または複数のカソード流体入口(250)、1または複数のアノード排気出口(280)、および1または複数のカソード排気出口(290)を有し、
上記アノードフレーム部材における、上記アノード流体入口、上記冷却剤流体入口、上記カソード流体入口、上記アノード排気出口、および上記カソード排気出口の各々は、上記カソードフレーム部材における、上記アノード流体入口、上記冷却剤流体入口、上記カソード流体入口、上記アノード排気出口、および上記カソード排気出口のそれぞれに整合される請求項1または2のいずれかに記載のフロープレート・フレーム・アセンブリ。 - 上記フレームプレート(300)は、上記フロープレート(300)の一部(303)が上記フロープレート(302)の上記カソード表面(302)の上に折り畳まれた、上記フロープレートの折り返し縁部によって形成される一体型冷却剤流路容積を有し、
上記フロープレートは、上記一体型冷却剤流路容積から出て上記カソード表面(302)へ流れる冷却剤流体の流れを提供するように構成された開放冷却剤流体搬送端(309)をさらに有する請求項1〜3のいずれか1項に記載のフロープレート・フレーム・アセンブリ。 - 上記アノードフレーム部材(100)、上記カソードフレーム部材(200)、および上記フロープレート(300)は、流体的に接続されたアノード流体経路を提供するように構成され、
上記アノード流体経路は、1または複数のアノード流体入口(160)、アノード流体フロー領域(800)によって形成される外側表面(101)の一部、上記アノードフレーム部材(100)を通り抜けて上記外側表面(101)を上記内側表面(102)に連結する1または複数のアノード流体導管(161)、上記アノードフレーム部材(100)の上記内側表面(102)および上記フロープレート(300)の上記アノード表面(301)の間の容積、および1または複数のアノードフローチャネル(304)を有し、
上記アノード流体フロー領域は、ステップダウン端部805と流体分配突起810によって規形成される請求項1〜4のいずれか1項に記載のフロープレートとフレームとのアセンブリ。 - 上記アノードフレーム部材(100)、上記カソードフレーム部材(200)、および上記フロープレート(300)は、流体的に接続されたカソード流体経路を提供するように構成され、
上記カソード流体経路は、1または複数のカソード流体入口(250)、上記カソードフレーム部材(200)の上記内側表面(201)の第1の部分、上記フロープレート(300)の上記内側表面(201)および上記カソード表面(302)の間の容積、および1または複数のカソードフローチャネル(305)を有し、
上記第1の部分は、上記カソード流体入口(250)および上記カソードフレーム部材開口(203)の間に配置される請求項1〜5のいずれか1項に記載のフロープレートとフレームとのアセンブリ。 - 上記アノードフレーム部材(100)、上記カソードフレーム部材(200)、および上記フロープレート(300)は、流体接続された冷却剤流体経路を提供するように構成され、
上記冷却流体経路は、1または複数の冷却剤流体入口(270)、冷却剤フロー領域(830)、上記カソードプレート(200)の上記内側表面(201)の一部)、冷却剤マニホールド穴(272)、部分(303)に形成された冷却剤流路容積入力口導管(312)上記一体型冷却剤流路体積、開放冷却剤流体搬送縁部(309)、および1または複数のカソードフローチャネル(305)を有し、かつ
冷却剤フロー領域は、ステップダウンされたエッジ805によって形成される請求項4に記載のフロープレートとフレームとのアセンブリ。 - 上記アノードフレーム部材、上記カソードフレーム部材、またはそれらの双方は、2つの異なる材料を有する請求項1〜7のいずれか1項に記載のフロープレートとフレームのアセンブリ。
- 上記2つの異なる材料は、硬質プラスチック材料から作られた剛性フレーム要素(800)と、圧縮性シーリング材料の選択領域(801/802)とを有する請求項8に記載のフロープレートとフレームとのアセンブリ。
- 上記アノードフレーム、上記カソードフレーム部材、またはそれらの双方は、2K成形プロセスで形成される請求項8〜9のいずれか1項に記載のフロープレート・フレーム・アセンブリ。
- 膜電極アセンブリをさらに有する請求項1〜10のいずれか1項に記載のフロープレート・フレーム・アセンブリ。
- 複数の同一の請求項1〜11のいずれか1項に記載のフロープレート・フレーム・アセンブリを有し、上記同一のフロープレート・フレーム・アセンブリの各々は、一緒に係合する隣接するフロープレート・フレーム・アセンブリの外側表面(101/202)と整合させられる燃料電池スタックアセンブリ。
- 1または複数のアノード流体入力口導管(165)が、上記フレーム部材の上記表面(101/102/201/202)に垂直な列を形成する隣接するアノード流体入口(160/260)の配列から、形成され、
1または複数のカソード流体入力口導管(255)が、上記フレーム部材の上記表面(101/102/201/202)に垂直な列を形成する隣接するカソード流体入口(150/250)の配列から、形成され、
1または複数の冷却剤入力口導管(275)が、上記フレーム部材の上記表面(101/102/201/202)に垂直な列を形成する隣接する冷却剤入口(170/270)の配列から、形成され、
1または複数のアノード流体出力口導管(166)が、上記フレーム部材の上記表面(101/102/201/202)に垂直な列を形成する隣接するアノード排気出口(180/280)の配列から、形成され、
1または複数のカソード流体出力口導管(256)が、上記フレーム部材の上記表面(101/102/201/202)に垂直な列を形成する隣接するカソード排気出口190/290の配列から形成される請求項12に記載の燃料電池スタックアセンブリ。 - 請求項12または13のいずれか1項に記載の燃料電池スタックを有する燃料電池システム。
- 外側表面(101)、内側表面(102)、およびアノードフレーム開口(103)を有するアノードフレーム部材(100)を形成するステップと、
外側表面(202)、内側表面(201)、およびカソードフレーム開口(203)を有するカソードフレーム部材(200)を形成するステップと、
アノード表面(301)およびカソード表面(302)を有するフロープレート(300)を形成するステップと、
上記カソード表面(302)が上記内側表面(201)と接触した状態で、上記フロープレート(300)を上記カソードフレーム部材(200)上に配置するステップと、
上記内側表面(102)が上記内側表面(201)および上記アノード表面(301)に接触した状態で、上記アノードフレーム部材(100)を上記フロープレート(300)およびカソードフレーム部材(200)上に配置するステップとを有し、
上記カソードフレーム部材、上記アノードフレーム部材、またはそれらの双方の形成は、2K成形プロセスを介して実行されることを特徴とするフロープレート・フレーム・アセンブリを組み立てる方法。 - 上記アノードフレーム部材、上記カソードフレーム部材、またはそれらお双方が、2つの別個の材料を有する請求項15に記載のフロープレート・フレーム・アセンブリを組み立てる方法。
- 上記2つの別個の材料は、硬質プラスチック材料(800)から作られた剛性フレーム要素と、圧縮性シール材料(801/802)の選択領域とを含む、請求項16に記載の方法。
- 上記アノードフレーム部材(100)および上記カソードフレーム部材(200)の上記流体入口および出口を位置合わせするステップをさらに有する請求項15〜17のいずれか1項に記載の方法。
- 上記アノードフレーム部材(100)および上記カソードフレーム部材(200)を一緒に保持するステップをさらに有する請求項15〜18のいずれか1項に記載の方法。
- 上記カソード表面が複数のアノードフローチャネル(304)を有し、上記カソード表面(302)が複数のカソードフローチャネル(305)を有する請求項15〜19のいずれか1項に記載の方法。
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