JP2021064577A

JP2021064577A - 燃料電池

Info

Publication number: JP2021064577A
Application number: JP2019189598A
Authority: JP
Inventors: 智暁内山; Tomoaki Uchiyama
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-10-16
Filing date: 2019-10-16
Publication date: 2021-04-22

Abstract

【課題】燃料電池スタックの揺れを抑制すること。【解決手段】複数の単セルが積層されたセル積層体と、前記セル積層体の積層方向で前記セル積層体を挟んで配置された第１及び第２エンドプレートと、を含む燃料電池スタックと、前記第１及び第２エンドプレートに固定され、前記セル積層体に前記積層方向の荷重を付与する荷重付与部と、前記第１エンドプレートに固定され、前記燃料電池スタックと前記荷重付与部を収容するケースと、前記積層方向における前記第２エンドプレートと前記ケースとの間に配置された金属プレートと、を備え、前記金属プレートは、折り返すように屈曲した屈曲部を有し、一端が前記第２エンドプレートに固定され、他端が前記ケースに固定されている、燃料電池。【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池に関する。

反応ガスの封止等のために、複数の単セルが積層されたセル積層体に対して積層方向に荷重を加えることが行われている。例えば、燃料電池スタックを収容するケースに設けられたネジ穴に荷重調整ネジを挿入することによってセル積層体に荷重を付与することが知られている（例えば、特許文献１）。また、燃料電池スタックにゴムベルトを巻き付けることでセル積層体に荷重を付与すること（例えば、特許文献２）、及び燃料電池スタックを締結バンドで拘束することでセル積層体に荷重を付与すること（例えば、特許文献３、４）が知られている。

特開２０１６−１９５０６５号公報特開２０１０−１４０６６５号公報特開２００１−１３５３４４号公報特開２００１−１３５３４３号公報

セル積層体への水及び塵の侵入を抑制するために、燃料電池スタックをケースに収容することが望ましい。この場合に、特許文献１に記載のようなケースに設けられたネジ穴に荷重調整ネジを挿入する構成とすることで、燃料電池スタックの個体ごとの長さのばらつきがある場合でも、セル積層体に荷重を付与することができる。しかしながら、例えば燃料電池を搭載した車両の衝突等によって、燃料電池スタックに衝撃が加えられた場合に、荷重調整ネジと燃料電池スタックとの間で滑りが生じて燃料電池スタックが揺れることがある。これにより、単セル間にずれが生じて、発電性能が低下してしまうことがある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、水及び塵の侵入を抑制しつつ、燃料電池スタックの個体ごとの長さのばらつきを吸収し、振動や衝撃が加わったとしても単セル間のずれを抑制することを目的とする。

本発明は、複数の単セルが積層されたセル積層体と、前記セル積層体の積層方向で前記セル積層体を挟んで配置された第１及び第２エンドプレートと、を含む燃料電池スタックと、前記第１及び第２エンドプレートに固定され、前記セル積層体に前記積層方向の荷重を付与する荷重付与部と、前記第１エンドプレートに固定され、前記燃料電池スタックと前記荷重付与部を収容するケースと、前記積層方向における前記第２エンドプレートと前記ケースとの間に配置された金属プレートと、を備え、前記金属プレートは、折り返すように屈曲した屈曲部を有し、一端が前記第２エンドプレートに固定され、他端が前記ケースに固定されている、燃料電池である。

本発明によれば、水及び塵の侵入を抑制しつつ、燃料電池スタックの個体ごとの長さのばらつきを吸収し、振動や衝撃が加わったとしても単セル間のずれを抑制することができる。

図１（ａ）は、実施例１に係る燃料電池の側面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）の領域Ａの拡大図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）は、実施例１に係る燃料電池の組立方法を示す側面図（その１）である。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、実施例１に係る燃料電池の組立方法を示す側面図（その２）である。図４（ａ）は、組み付け前の金属プレートの側面図、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は、組み付け後の金属プレートの側面図である。図５は、実施例２に係る燃料電池の平面図である。図６（ａ）及び図６（ｂ）は、金属プレートの正面図及び側面図である。図７（ａ）から図７（ｃ）は、実施例２の変形例１から変形例３に係る燃料電池の平面図である。図８（ａ）から図８（ｃ）は、実施例２の変形例４から変形例６に係る燃料電池の平面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。

図１（ａ）は、実施例１に係る燃料電池の側面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）の領域Ａの拡大図である。図１（ａ）では、ケース６０を透視してケース６０内の部品を図示している。図１（ａ）及び図１（ｂ）のように、燃料電池１００は、燃料電池スタック１０と、１又は複数のバンド４０と、１又は複数の金属プレート５０と、ケース６０と、を備える。バンド４０は荷重付与部の一例である。

燃料電池スタック１０は、複数の単セル１２が積層されたセル積層体１４と、ターミナルプレート１６Ａ及び１６Ｂと、絶縁プレート１８Ａ及び１８Ｂと、エンドプレート２０Ａ及び２０Ｂと、を備える。ターミナルプレート１６Ａ及び１６Ｂは、セル積層体１４の積層方向でセル積層体１４の両端に配置されている。絶縁プレート１８Ａ及び１８Ｂは、セル積層体１４の積層方向でターミナルプレート１６Ａ及び１６Ｂより外側に配置されている。エンドプレート２０Ａ及び２０Ｂは、セル積層体１４の積層方向で絶縁プレート１８Ａ及び１８Ｂより外側に配置されている。燃料電池スタック１０は、セル積層体１４がターミナルプレート１６Ａ及び１６Ｂと絶縁プレート１８Ａ及び１８Ｂとエンドプレート２０Ａ及び２０Ｂとで積層方向から挟持された構造をしている。

ターミナルプレート１６Ａ及び１６Ｂは、例えば緻密性カーボン又は銅等の導電性材料で形成され、単セル１２で発電した電力を取り出すために用いられる。絶縁プレート１８Ａ及び１８Ｂは、例えばゴム又は樹脂等の絶縁性材料で形成され、ターミナルプレート１６Ａ及び１６Ｂとエンドプレート２０Ａ及び２０Ｂとの間の絶縁を取るために用いられる。エンドプレート２０Ａ及び２０Ｂは、例えばステンレス鋼又はアルミニウム合金等の剛性の高い金属材料で形成されている。

単セル１２は、反応ガスとして水素（アノードガス）と空気（カソードガス）の供給を受けて発電する固体高分子形燃料電池である。単セル１２は、電解質膜の両面に電極を配置した発電体である膜電極接合体と、膜電極接合体を挟持する一対のセパレータと、を備える。電解質膜は、スルホン酸基を有するフッ素系樹脂材料又は炭化水素系樹脂材料で形成された固体高分子膜であり、湿潤状態において良好なプロトン伝導性を有する。電極は、カーボン担体と、スルホン酸基を有する固体高分子であって湿潤状態で良好なプロトン伝導性を有するアイオノマーと、を含んで構成される。カーボン担体には、発電反応を促進させるための触媒（例えば白金又は白金−コバルト合金）が担持されている。各単セル１２には、反応ガスを流すためのマニホールドが設けられている。マニホールドを流れる反応ガスは、各単セル１２に設けられたガス流路を介して各単セル１２の発電領域に供給される。

バンド４０は、一端がエンドプレート２０Ａにネジ等の固定部材４２で固定され、他端がエンドプレート２０Ｂにネジ等の固定部材４３で固定されている。バンド４０は、セル積層体１４に積層方向の荷重を付与するために設けられている。バンド４０は、例えばＳＵＳ、熱間圧延鋼板、冷間圧延鋼板、高張力鋼板等のステンレス鋼板のような金属材料で形成されている。バンドの個数は任意に設定することができ、例えば燃料電池スタック１０の一方の側面に１つ又は複数のバンド４０が固定されていてもよいし、燃料電池スタック１０の両方の側面にバンド４０が固定されていてもよい。なお、バンド４０は弾性ゴム等の弾性材料で形成されていてもよい。

燃料電池スタック１０とバンド４０はケース６０内に収容されている。ケース６０は、フランジ部６２と、フランジ部６２にネジ等の固定部材６６で固定されたキャップ部６４と、を含む。キャップ部６４が固定部材６６でフランジ部６２に固定されることで、ケース６０には内部空間６８が形成される。燃料電池スタック１０は、エンドプレート２０Ａがフランジ部６２上に位置して内部空間６８に配置されることで、ケース６０内に収容されている。エンドプレート２０Ａは、セル積層体１４とは反対側の面がフランジ部６２に例えばネジ等の固定部材（不図示）で固定されている。フランジ部６２及びキャップ部６４は、例えばステンレス鋼又はアルミニウム合金等の剛性の高い金属材料で形成されている。

金属プレート５０は、ケース６０の内部空間６８に位置し、セル積層体１４の積層方向でエンドプレート２０Ｂとキャップ部６４との間に配置されている。金属プレート５０は、折り返すように屈曲した屈曲部５２を有する板状部材であり、一端がネジ等の固定部材５４でエンドプレート２０Ｂに固定され、他端がネジ等の固定部材５５でキャップ部６４に固定されている。金属プレート５０の屈曲部５２は例えばＶ字状となっているが、Ｕ字状となっていてもよい。金属プレート５０は、例えば１つの屈曲部５２を有して１回折り曲げられている場合を例に示すが、複数の屈曲部５２を有して２回以上折り曲げられていてもよい。金属プレート５０は復元力を有する板ばねであってもよいし、復元力を有していなくてもよい。金属プレート５０は、後述する燃料電池の組立工程において、図１（ｂ）のＹ方向に伸びること又は縮むことが可能となっている。燃料電池スタック１０は金属プレート５０によってケース６０に連結されている。金属プレート５０は、例えば炭素鋼、ステンレス鋼、ニッケル合金、チタン合金、アルミニウム合金等の金属材料で形成されている。

図２（ａ）から図３（ｂ）は、実施例１に係る燃料電池の組立方法を示す側面図である。図２（ａ）のように、エンドプレート２０Ａ、絶縁プレート１８Ａ、ターミナルプレート１６Ａ、セル積層体１４、ターミナルプレート１６Ｂ、絶縁プレート１８Ｂ、及びエンドプレート２０Ｂをこの順に重ねて置く。加圧シャフト８０によってエンドプレート２０Ｂ側からセル積層体１４を押圧して、セル積層体１４の積層方向でセル積層体１４に所定の荷重を付与する。加圧シャフト８０によってセル積層体１４が押圧された状態で、バンド４０の一端をエンドプレート２０Ａに固定部材４２で固定し、他端をエンドプレート２０Ｂに固定部材４３で固定する。これにより、バンド４０によって、セル積層体１４に積層方向の荷重が付与される。

図２（ｂ）のように、金属プレート５０をエンドプレート２０Ｂに固定部材５４で固定する。

図３（ａ）のように、燃料電池スタック１０をフランジ部６２上に配置して、エンドプレート２０Ａをフランジ部６２にネジ等の固定部材で固定する。キャップ部６４をフランジ部６２に固定部材６６で固定する。これにより、燃料電池スタック１０、バンド４０、及び金属プレート５０はケース６０の内部空間６８に収容される。

図３（ｂ）のように、キャップ部６４に設けられた開口８２から、金属プレート５０をキャップ部６４に固定部材５５で固定する。金属プレート５０をケース６０に固定した後、蓋等を用いて開口８２を閉じる。なお、金属プレート５０の開き角度を事前に変えて、図１（ｂ）のＹ方向における金属プレート５０の長さを事前に調整しておいてもよい。

実施例１によれば、セル積層体１４はエンドプレート２０Ａ及び２０Ｂに固定されたバンド４０（荷重付与部）によって積層方向に荷重が付与されている。これにより、セル積層体１４に一定の範囲内に収まった圧縮荷重が掛かり易くなり、発電性能及びシール性能を良好にすることができる。燃料電池スタック１０とバンド４０はエンドプレート２０Ａに固定されたケース６０に収容されている。これにより、セル積層体１４への水及び塵の侵入を抑制することができる。エンドプレート２０Ｂとケース６０との間に、折り返すように屈曲した屈曲部５２を有し、一端がエンドプレート２０Ｂに固定され、他端がケース６０に固定された金属プレート５０が配置されている。金属プレート５０が屈曲部５２を有することで、燃料電池スタック１０の個体ごとに積層方向の長さばらつきがあった場合でも、図２（ａ）から図３（ｂ）で説明した組立工程において、金属プレート５０の一端をエンドプレート２０Ｂに固定し、他端をケース６０に固定できる。これは、金属プレート５０は屈曲部５２を支点として図１（ｂ）のＹ方向に伸び縮み可能であるためである。金属プレート５０は幅を持った板状部材であるため、金属プレート５０の一端がエンドプレート２０Ｂに固定され、他端がケース６０に固定されることで、燃料電池スタック１０に衝撃が加えられた場合でも、燃料電池スタック１０の揺れを抑制できる。よって、単セル１２間のずれを抑制することができる。

例えば、比較例１として、バンド４０によって荷重が付与された燃料電池スタック１０をケース６０に収容し、ケース６０のキャップ部６４に設けられたネジ穴に挿入した調整ネジによってエンドプレート２０Ｂをセル積層体１４側に押し付ける構成を考える。この場合、燃料電池スタック１０に衝撃が加えられると、調整ネジと燃料電池スタック１０との間の摩擦力によって燃料電池スタック１０の揺れが抑制されることになるが、燃料電池スタック１０に加わる衝撃が大きい場合には燃料電池スタック１０は揺れることがある。よって、単セル１２間にずれが生じることがある。調整ネジによる押し圧を大きくしようとすると、ケース６０の調整ネジが挿入される部分の肉厚を大きくすることになり、燃料電池１００の体格及び質量が大きくなってしまう。

例えば、比較例２として、バンド４０によって荷重が付与された燃料電池スタック１０をケース６０に収容し、ケース６０のキャップ部６４とエンドプレート２０Ｂとをネジで固定する構成を考える。この場合、キャップ部６４からエンドプレート２０Ｂまで延在する長いネジを用いることになるため、ネジの衝撃耐性が低く、燃料電池スタック１０に衝撃が加えられるとネジが破損することがある。

図４（ａ）は、組み付け前の金属プレートの側面図、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は、組み付け後の金属プレートの側面図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）のように、金属プレート５０は、エンドプレート２０Ｂとケース６０との間への組み付けの後において、組み付けの前に比べて、伸びていてもよい。図４（ａ）及び図４（ｃ）のように、金属プレート５０は、エンドプレート２０Ｂとケース６０との間への組み付け後において、組み付け前に比べて、縮んでいてもよい。

金属プレート５０が板ばねである場合、図４（ｃ）のように、金属プレート５０は組み付け後において縮む場合が好ましい。これにより、セル積層体１４への積層方向の荷重がバンド４０と金属プレート５０とで付与されるようになる。なお、バンド４０を用いずに金属プレート５０だけでセル積層体１４に荷重を付与することは、セル積層体１４に所望の荷重を付与するには非常に厚い板ばねからなる金属プレート５０を用いることになり現実的ではない。したがって、バンド４０によってセル積層体１４に荷重を付与することが好ましい。

図５は、実施例２に係る燃料電池の平面図である。図５は、図１（ａ）の紙面上方に相当する方向から実施例２の燃料電池を見た場合の平面図である。図５では、キャップ部６４を透視してケース６０内の部品を図示している。図６（ａ）及び図６（ｂ）は、金属プレートの正面図及び側面図である。図６（ａ）は図５の矢印Ｘから金属プレート５０Ａ〜５０Ｄを見た図であり、図６（ｂ）は図５の矢印Ｙから金属プレート５０Ａ〜５０Ｄを見た図である。図５、図６（ａ）、及び図６（ｂ）のように、実施例２の燃料電池２００では、複数の金属プレート５０Ａ〜５０Ｄがセル積層体１４の積層方向から見て矩形状をしたエンドプレート２０Ｂの四隅に配置されている。金属プレート５０Ａと５０Ｃはエンドプレート２０Ｂの対角に配置され、金属プレート５０Ｂと５０Ｄはエンドプレート２０Ｂの対角に配置されている。金属プレート５０Ａ〜５０Ｄはそれぞれ異なる方向にＶ字状に開いている。例えば、金属プレート５０Ｄは金属プレート５０Ａに対して時計回りに９０°回転した方向にＶ字状に開き、金属プレート５０Ｃは金属プレート５０Ｄに対して時計回りに９０°回転した方向にＶ字状に開いている。金属プレート５０Ｂは金属プレート５０Ｃに対して時計回りに９０°回転した方向にＶ字状に開き、金属プレート５０Ａは金属プレート５０Ｂに対して時計回りに９０°回転した方向にＶ字状に開いている。

エンドプレート２０Ｂに溝２２が形成されている。キャップ部６４に溝７０が形成されている。金属プレート５０Ａ〜５０Ｄの一端はエンドプレート２０Ｂの溝２２に嵌め込まれて固定部材５４によってエンドプレート２０Ｂに固定されている。金属プレート５０Ａ〜５０Ｄの他端はキャップ部６４の溝７０に嵌め込まれて固定部材５５によってキャップ部６４に固定されている。その他の構成は、実施例１の燃料電池１００と同じであるため説明を省略する。

実施例２によれば、図６（ａ）及び図６（ｂ）のように、金属プレート５０Ａ〜５０Ｄの一端は溝２２に嵌め込まれてエンドプレート２０Ｂに固定され、他端は溝７０に嵌め込まれてケース６０に固定されている。これにより、燃料電池スタック１０に衝撃が加えられた場合でも、燃料電池スタック１０の揺れを効果的に抑制することができる。

図６（ａ）及び図６（ｂ）のように、ケース６０に矢印Ａ、Ｂ、及びＣの方向の衝撃が加えられた場合、金属プレート５０Ａ〜５０Ｄは衝撃力の方向の先の側面が溝２２、７０の内側面に略平行となって溝２２、７０に嵌め込まれているため、燃料電池スタック１０の揺れが良好に抑制される。一方、ケース６０に矢印Ｄの方向の衝撃が加えられた場合、金属プレート５０Ａ〜５０Ｄは衝撃力の方向の先が溝２２、７０に対して斜めとなって溝２２、７０に嵌め込まれている。このため、燃料電池スタック１０の揺れを抑制する効果は、矢印Ａ、Ｂ、及びＣの方向の衝撃が加えられた場合に比べて弱い。このことから、図５のように、金属プレート５０Ａ〜５０Ｄは異なる方向に開いて設けられている場合が好ましい。これにより、燃料電池スタック１０に様々な方向の衝撃が加えられた場合でも、燃料電池スタック１０の揺れを抑制することができる。

図７（ａ）から図７（ｃ）は、実施例２の変形例１から変形例３に係る燃料電池の平面図である。図８（ａ）から図８（ｃ）は、実施例２の変形例４から変形例６に係る燃料電池の平面図である。図７（ａ）から図７（ｃ）、図８（ａ）、及び図８（ｂ）では、燃料電池が車両に搭載される場合において、車両前方が紙面上方、車両後方が紙面下方、車両右側が紙面右側、車両左側が紙面左側であるとする。エンドプレート２０Ｂの車両前方側に位置する辺を辺２１Ａ、車両後方側に位置する辺を辺２１Ｂ、車両右側に位置する辺を辺２１Ｃ、車両左側に位置する辺を辺２１Ｄとする。図８（ｃ）では、燃料電池が車両に搭載される場合において、車両前方が紙面左側、車両後方が紙面右側、車両上方が紙面上方、車両下方が紙面下方であるとする。エンドプレート２０Ｂの車両前方側に位置する辺を辺２１Ａ、車両後方側に位置する辺を辺２１Ｂ、車両上方に位置する辺を辺２１Ｅ、車両下方に位置する辺を辺２１Ｆとする。

図７（ａ）のように、実施例２の変形例１の燃料電池２１０では、金属プレート５０Ａ及び５０Ｂはエンドプレート２０Ｂの車両後方側に位置する辺２１Ｂに向かって開いてエンドプレート２０Ｂ及びキャップ部６４に固定されている。金属プレート５０Ｃはエンドプレート２０Ｂの車両右側に位置する辺２１Ｃに向かって開いてエンドプレート２０Ｂ及びキャップ部６４に固定され、金属プレート５０Ｄはエンドプレート２０Ｂの車両左側に位置する辺２１Ｄに向かって開いてエンドプレート２０Ｂ及びキャップ部６４に固定されている。金属プレート５０Ａ及び５０Ｂが車両後方に向かって開き且つ金属プレート５０Ｃ及び５０Ｄが車両左右方向に向かって開いてエンドプレート２０Ｂ及びキャップ部６４に固定されることで、前方衝突時に加わる衝撃に対して燃料電池スタック１０の揺れを効果的に抑制できる。金属プレート５０Ｃ、５０Ｄが車両左右方向に互いに反対側に向かって開いてエンドプレート２０Ｂ及びキャップ部６４に固定されることで、左右衝突時に加わる衝撃に対して燃料電池スタック１０の揺れを均等に抑制できる。

図７（ｂ）のように、実施例２の変形例２の燃料電池２２０では、金属プレート５０Ａ〜５０Ｄに加えて金属プレート５０Ｅ、５０Ｆが設けられている。金属プレート５０Ｅは金属プレート５０Ａと５０Ｂの間の中間点に設けられ、金属プレート５０Ｆは金属プレート５０Ｃと５０Ｄの間の中間点に設けられている。金属プレート５０Ａ、５０Ｂ、及び５０Ｅはエンドプレート２０Ｂの車両後方側に位置する辺２１Ｂに向かって開いてエンドプレート２０Ｂ及びキャップ部６４に固定されている。金属プレート５０Ｃはエンドプレート２０Ｂの車両右側に位置する辺２１Ｃに向かって開いてエンドプレート２０Ｂ及びキャップ部６４に固定され、金属プレート５０Ｄ及び５０Ｆはエンドプレート２０Ｂの車両左側に位置する辺２１Ｄに向かって開いてエンドプレート２０Ｂ及びキャップ部６４に固定されている。実施例２の変形例２においても、金属プレート５０Ａ、５０Ｂ、及び５０Ｅが車両後方に向かって開き且つ金属プレート５０Ｃ、５０Ｄ、及び５０Ｆが車両左右方向に向かって開いてエンドプレート２０Ｂ及びキャップ部６４に固定されることで、前方衝突時に加わる衝撃に対して燃料電池スタック１０の揺れを効果的に抑制できる。

図７（ｃ）のように、実施例２の変形例３の燃料電池２３０では、金属プレート５０Ａ及び５０Ｂはエンドプレート２０Ｂの車両後方側に位置する辺２１Ｂに向かって開いてエンドプレート２０Ｂ及びキャップ部６４に固定されている。金属プレート５０Ｆはエンドプレート２０Ｂの車両前方側に位置する辺２１Ａに向かって開いてエンドプレート２０Ｂ及びキャップ部６４に固定されている。金属プレート５０Ｃはエンドプレート２０Ｂの車両右側に位置する辺２１Ｃに向かって開いてエンドプレート２０Ｂ及びキャップ部６４に固定され、金属プレート５０Ｄ及び５０Ｅはエンドプレート２０Ｂの車両左側に位置する辺２１Ｄに向かって開いてエンドプレート２０Ｂ及びキャップ部６４に固定されている。実施例２の変形例３によれば、前方衝突時、後方衝突時、及び左右衝突時に加わる衝撃に対して燃料電池スタック１０の揺れをほぼ均等に抑制できる。

図８（ａ）のように、実施例２の変形例４の燃料電池２４０では、金属プレート５０Ａ〜５０Ｄは車両の前後方向に対して４５°傾いて設けられている。すなわち、金属プレート５０Ａはエンドプレート２０Ｂの車両後方側に位置する辺２１Ｂに対して角度θ１が４５°となって傾き、金属プレート５０Ｂはエンドプレート２０Ｂの辺２１Ｂに対して角度θ２が４５°となって傾いている。金属プレート５０Ｃはエンドプレート２０Ｂの車両前方側に位置する辺２１Ａに対して角度θ３が４５°となって傾き、金属プレート５０Ｄはエンドプレート２０Ｂの辺２１Ａに対して角度θ４が４５°となって傾いている。これにより、前方衝突時、後方衝突時、及び左右衝突時に加わる衝撃に対して燃料電池スタック１０の揺れをほぼ均等に抑制できる。なお、４５°傾くとは製造誤差程度に４５°からずれている場合も含む。

図８（ｂ）のように、実施例２の変形例５の燃料電池２５０では、金属プレート５０Ａ及び５０Ｂはエンドプレート２０Ｂの車両後方側の辺２１Ｂに対して０°より大きく４５°よりも小さい角度θ１及びθ２で傾いている。金属プレート５０Ｃ及び５０Ｄはエンドプレート２０Ｂの車両前方側の辺２１Ａに対して０°より大きく４５°よりも小さい角度θ３及びθ４で傾いている。これにより、前方衝突時に加わる衝撃に対して燃料電池スタック１０の揺れを効果的に抑制できる。角度θ１からθ４は、１０°より大きく４０°より小さい場合でもよいし、２０°より大きく３０°より小さい場合でもよい。

図８（ｃ）のように、実施例２の変形例６の燃料電池２６０では、金属プレート５０Ａ及び５０Ｄはエンドプレート２０Ｂの車両前方側に位置する辺２１Ａに対して０°より大きく４５°より小さい角度θ５及びθ８で傾いている。金属プレート５０Ｂ及び５０Ｃはエンドプレート２０Ｂの車両後方側に位置する辺２１Ｂに対して０°より大きく４５°より小さい角度θ６及びθ７で傾いている。これにより、前方衝突時に加わる衝撃に対して燃料電池スタック１０の揺れを効果的に抑制できる。角度θ５からθ８は、１０°より大きく４０°より小さい場合でもよいし、２０°より大きく３０°より小さい場合でもよい。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０燃料電池スタック
１２単セル
１４セル積層体
１６Ａ、１６Ｂターミナルプレート
１８Ａ、１８Ｂ絶縁プレート
２０Ａ、２０Ｂエンドプレート
２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ、２１Ｅ、２１Ｆ辺
２２溝
４０バンド
４２固定部材
４３固定部材
５０、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ、５０Ｅ、５０Ｆ金属プレート
５２屈曲部
５４固定部材
５５固定部材
６０ケース
６２フランジ部
６４キャップ部
６６固定部材
６８内部空間
７０溝
８０加圧シャフト
８２開口
１００、２００、２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０燃料電池

Claims

複数の単セルが積層されたセル積層体と、前記セル積層体の積層方向で前記セル積層体を挟んで配置された第１及び第２エンドプレートと、を含む燃料電池スタックと、
前記第１及び第２エンドプレートに固定され、前記セル積層体に前記積層方向の荷重を付与する荷重付与部と、
前記第１エンドプレートに固定され、前記燃料電池スタックと前記荷重付与部を収容するケースと、
前記積層方向における前記第２エンドプレートと前記ケースとの間に配置された金属プレートと、を備え、
前記金属プレートは、折り返すように屈曲した屈曲部を有し、一端が前記第２エンドプレートに固定され、他端が前記ケースに固定されている、燃料電池。