JP4363482B2

JP4363482B2 - 燃料電池システム

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Publication number: JP4363482B2
Application number: JP2007300358A
Authority: JP
Inventors: 剛司片野; 敏幸稲垣; 信貴手嶋
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-11-20
Filing date: 2007-11-20
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2027-11-20
Also published as: CN101868878B; DE112008002803T5; US9029035B2; JP2009129568A; CN101868878A; DE112008002803B4; WO2009066535A1; US20100233561A1

Description

本発明は燃料電池システムに係り、セル積層体のセル積層方向端面に配置されたエンドプレートが撓んだ場合であっても、当該撓みによる不具合を抑制可能な燃料電池システムに関する。

燃料電池として例えば膜電極接合体（Membrane Electrode Assembly；ＭＥＡ）とＭＥＡを挟持するセパレータとを含む電池セルが複数積層されて（スタックされて）構成されたものが知られている。積層された電池セルの集合体であるセル積層体は、セル積層方向において一対のエンドプレートに挟まれている。燃料電池スタックに燃料ガスと酸化ガスとを供給することによって電気化学反応が生じて電力が発生する。

下記特許文献１には、燃料ガスの供給にインジェクタを用いた構成が記載されている。インジェクタは弁体を電磁力によって弁座から移動させることによって流路を開閉する電磁駆動式の開閉弁であり、流路の開閉時間や開閉時期を制御することによって、燃料ガスの供給流量や供給圧力が調整される。

また、下記特許文献２には、燃料電池に流れるガスの流量を制御する制御弁が当該燃料電池の外面上に配置された構造が記載されている。

特開２００７−１６５１８６号公報特開２００５−３１０５５３号公報

ところで、燃料電池の発電中に、エンドプレートが燃料電池の外側に隆起するように撓む場合がある。この撓みの原因として、例えば、発電時の生成水によってセル積層体が膨潤してエンドプレートに加わる荷重が増加することが挙げられる。また、発電中の発熱による熱変形も原因の一つとして挙げられる。また、発熱によってエンドプレートの温度が上昇して剛性が低下すると、上記の膨潤による撓みが生じやすくなると考えられる。

例えば電磁弁本体部がエンドプレート上の支持部材にＯリングを介して支持されている構造では、エンドプレートが撓むと、電磁弁本体部と支持部材とがＯリングによる支持箇所以外で接触してしまう場合がある。かかる接触により電磁弁本体部の弁体の移動による振動が支持部材を介してエンドプレートやセル積層体等に伝搬し、大きな振動や騒音が発生したり、回路基板の半田部分が損傷したりすることがある。また、撓んだエンドプレートが電磁弁本体部に接触した場合にも、同様に大きな振動や騒音、半田部分の損傷が発生することがある。また、エンドプレートの撓みによってエンドプレート上の電磁弁本体部に繋がる配管に機械的ストレスが加わり、配管接続箇所等が損傷する場合もある。

このように、エンドプレートの撓みは種々の不具合を発生させうる。

本発明は、エンドプレートの撓みによる不具合を抑制可能な燃料電池システムを提供することを目的とする。

本発明に係る燃料電池システムは、複数の電池セルが積層されたセル積層体と、セル積層体のセル積層方向端部に配置されたエンドプレートと、セル積層体に接続される流路に設けられ流路を流れる流体の流量を調整する流体調整装置であって、本体部分と、本体部分の両側に設けられ本体部分を支持する流体入口側部分と流体出口側部分と、を有する流体調整装置と、を備え、流体調整装置は流体出口がセル積層体に接続され、流体出口側部分よりも流体入口側部分を重力方向上側にして設けられ、さらに、当該流体調整装置の流体入口側部分と流体出口側部分とのうちの一方の部分でエンドプレートに直接固定され、他方の部分は弾性体を介してエンドプレートに取り付けられていることを特徴とする。この構成によれば、エンドプレートが撓んだ場合であっても、流体入口側部分と流体出口側部分との両方がエンドプレートに固定された構造に比べて、上記撓みが流体調整装置に及ぼす影響が小さくなる。このため、エンドプレートの撓みによる不具合を抑制可能な燃料電池システムを提供することができる。さらに、この構成によれば、弾性体が変形することによって、エンドプレートの撓みが流体調整装置に及ぼす荷重が吸収される。これにより、エンドプレートの撓みによる不具合を抑制することができる。また、燃料電池システムに外部から加わる振動による不具合を防止することができる。また、上記構成によれば、セル積層体で生成された水が流体調整装置へ侵入するのが防止できる。

また、流体入口側部分と流体出口側部分とのうちでエンドプレートに直接固定されている一方の部分にはセル積層体へ至る流路が接続され、他方の部分にはセル積層体へ至る流路よりも長い流路が接続されていることが好ましい。この構成によれば、エンドプレートの撓みによって流路に生じる機械的ストレスを、流体入口側部分と流体出口側部分とのうちの上記他方の部分と当該部分に接続された長い流路とで吸収することが可能である。また、エンドプレートに対する流体調整装置の配置誤差を吸収することが可能である。他方、流体調整装置とセル積層体との間を繋ぐ短い方の流路は、エンドプレートに固定された上記一方の部分に接続されている。このため、エンドプレートが撓んだ場合であっても、当該短い流路はエンドプレートとの相対的位置が保たれ、当該撓みによる機械的ストレスを受けにくい。したがって、エンドプレートの撓みによる不具合を抑制することができる。

また、流体調整装置は当該流体調整装置の流体入口側部分と流体出口側部分とのうちの少なくとも一方の部分と本体部分との間に弾性を有するシール材を含むことが好ましい。この構成によれば、弾性を有するシール材および弾性体が変形することによって、エンドプレートの撓みが流体調整装置に及ぼす荷重が吸収される。これにより、エンドプレートの撓みによる不具合を抑制することができる。また、燃料電池システムに外部から加わる振動による不具合を防止することができる。

上記構成によれば、エンドプレートが撓んだ場合であっても、当該撓みによる不具合を抑制可能な燃料電池システムを提供することができる。

図１に実施の形態に係る燃料電池システムの一例である燃料電池システム２０の構成を説明する図を示す。燃料電池システム２０は、燃料ガスおよび酸化ガスの電気化学反応によって発電を行う燃料電池１００を含んでいる。ここでは燃料ガスとして水素ガスを例示し、酸化ガスとして空気中の酸素ガスを例示するが、燃料ガスおよび酸化ガスはこれらの例示に限られるものではない。なお、燃料ガスおよび酸化ガスは反応ガスと総称される場合がある。

ここで、図２に燃料電池１００の構成例を説明する斜視図を示す。燃料電池１００は例えば固体高分子型燃料電池（Polymer Electrolyte Fuel Cell；ＰＥＦＣ）である。燃料電池１００は、例えば膜電極接合体（Membrane Electrode Assembly；ＭＥＡ）とＭＥＡを挟持するセパレータとを含む電池セル１０２が複数積層された（スタックされた）セル積層体１０４を含んでいる。なお、ＭＥＡは例えば固体高分子電解質膜がガス拡散電極で挟まれ一体的に接合されている。ここで、電池セル１０２の積層数は図２の例示に限定されるものではない。

セル積層体１０４のセル積層方向両端部にはエンドプレート１０６が配置されており、セル積層方向に直交する方向両側にはテンションプレート１０８が配置されている。すなわち、セル積層体１０４は一対のエンドプレート１０６の間に配置されているとともに一対のテンションプレート１０８の間に配置されている。エンドプレート１０６とテンションプレート１０８とは例えば溶接や不図示のボルト等によって互いに結合しており、一対のエンドプレート１０６がテンションプレート１０８を介して互いに連結されている。エンドプレート１０６およびテンションプレート１０８は例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）の板状部材で構成可能である。

ここではテンションプレート１０８がセル積層体１０４の上部および下部に配置されている場合を例示するが、セル積層体１０４の両側部に配置することも可能である。また、エンドプレート１０６およびテンションプレート１０８の形状等は図示の例に限定されるものではない。また、板状部材であるテンションプレート１０８以外の連結部材によって一対のエンドプレート１０６を互いに連結してもよい。例えば棒状の部材を溶接やボルト締結等することによって、また、例えば一対のエンドプレート１０６間に渡る長さのボルトと、ナットとによって、一対のエンドプレート１０６を互いに連結することも可能である。

一方のエンドプレート１０６とセル積層体１０４との間にはスプリングモジュール１１０が配置されている。スプリングモジュール１１０は例えば複数のスプリングを含んで構成されており、当該スプリングの付勢力によってセル積層体１０４に対して他方のエンドプレート１０６の方へ向かう荷重が印加される。

なお、図２では１個のセル積層体１０４が図示されているが、例えば複数のセル積層体１０４を一対のエンドプレート１０６間に並行に配置してもよい（図１参照）。

図１に戻ると、燃料電池システム２０は、水素ガス供給流路２４と、水素ガス循環流路２６と、水素ガス排出流路２８と、酸素ガス供給流路３０と、酸素ガス排出流路３２とを含んでおり、これらの流体流路２４，２６，２８，３０，３２は以下の説明から分かるようにセル積層体１０４に繋がっている。

また、燃料電池システム２０は、水素ガス供給源３４と、コンプレッサ５４とを含んでいる。なお、水素ガス供給源３４は、例えば水素タンク、水素吸蔵合金、燃料改質器等の一つまたは複数で構成可能である。また、コンプレッサ５４は、酸素ガスを含んだ空気を取り込んで圧送するものであり、酸素ガス供給源と呼ぶことも可能である。なお、コンプレッサ５４に替えて例えば酸素ガス供給源の一例である酸素タンク等を用いてもよい。

水素ガス供給流路２４は、水素ガス供給源３４とセル積層体１０４との間を接続しており、水素ガス供給源３４からセル積層体１０４へ水素ガスを供給する流路である。水素ガス供給流路２４は例えば、流体配管（以下単に配管と呼ぶ。）と、当該配管に設けられた遮断バルブ３６、レギュレータ３８、サージタンク３００、圧力計４２、流体調整装置２００および圧力計４４とを含んで構成される。なお、上記要素３６，３８，３００，４２，２００，４４は図示の例では水素ガス供給源３４の側から、換言すればガスの流れの上流側から、この順序で設けられている。なお、流体調整装置２００についてはさらに後述する。

水素ガス循環流路２６は、セル積層体１０４と水素ガス供給流路２４との間を接続しており、セル積層体１０４を通って流出する水素オフガスをセル積層体１０４へ再度供給し循環させる流路である。ここでは、水素ガス循環流路２６は圧力計４４の下流側で水素ガス供給流路２４に接続されている。水素ガス循環流路２６は例えば、配管と、当該配管に設けられた気液分離器４６およびポンプ４８とを含んで構成される。気液分離器４６は水素オフガスから水分等を回収するものである。ポンプ４８は気液分離器４６を通過した水素オフガスを加圧して水素ガス供給流路２４へ送り出すものである。なお、上記要素４６，４８は図示の例ではセル積層体１０４の側から、換言すればガスの流れの上流側から、この順序で設けられている。

水素ガス排出流路２８は、気液分離器４６の排出口に接続されており、気液分離器４６で分離された不純物を含む水素オフガスを燃料電池システム２０の外部へ排出する流路である。なお、気液分離器４６で分離された水分等も水素ガス排出流路２８を通じて排出可能である。水素ガス排出流路２８は例えば、配管と、当該配管に設けられた排出バルブ（パージバルブ）５０および希釈器５２とを含んで構成される。なお、上記要素５０，５２は図示の例では気液分離器４６の側から、換言すればガスの流れの上流側から、この順序で設けられている。

酸素ガス供給流路３０は、コンプレッサ５４の送出口とセル積層体１０４との間を接続しており、コンプレッサ５４からセル積層体１０４へ酸素ガスを含んだ空気を供給する流路である。酸素ガス供給流路３０は例えば、配管と、当該配管に設けられた加湿器５６を含んで構成される。

酸素ガス排出流路３２は、セル積層体１０４に接続されており、セル積層体１０４を通って流出する酸化オフガスを燃料電池システム２０の外部へ排出する流路である。酸素ガス排出流路３２は例えば、配管と、当該配管に設けられた加湿器５６および希釈器５２とを含んで構成される。ここでは加湿器５６を酸素ガス供給流路３０と酸素ガス排出流路３２とで共有する場合を例示するが、流路３０，３２のそれぞれに加湿器を設けてもよい。なお、上記要素５６，５２は図示の例ではセル積層体１０４の側から、換言すればガスの流れの上流側から、この順序で設けられている。加湿器５６を通過した酸化オフガスは希釈器５２によって水素オフガスと合流し水素オフガスとともに燃料電池システム２０の外部へ排出される。この例示では、希釈器５２が酸素ガス排出流路３２と水素ガス排出流路２８とで共有されている。

流体調整装置２００について説明する。流体調整装置２００は当該装置２００が設けられた流路２４を流れる流体（ここでは水素ガス）の状態を調整する装置である。流体調整装置２００によって調整される水素ガスの状態とは例えば流路下流側へ流す水素ガスの流量や圧力等であり、かかるガス状態の調整によってセル積層体１０４へ供給される水素ガスの流量や圧力等が調整される。ここでは流体調整装置２００はセル積層体１０４への水素ガスの供給に用いられるため、当該装置２００をインジェクタ２００と呼んでもよい。流体調整装置２００は例えば電磁弁装置によって構成可能であり、ここでは当該装置２００として電磁弁装置を例示する。

図２に示すように、電磁弁装置２００はエンドプレート１０６上、より具体的にはエンドプレート１０６のうちでセル積層体１０４に向いた面とは反対側の面上に配置されている。

ここで、図３に電磁弁装置２００を説明する模式図を示す。図３はエンドプレート１０６を電磁弁装置２００の配置面側から見た図であり、説明のため一部を断面で図示している。図３において、矢印Ｆは水素ガスの流れる方向を表し、矢印Ｇは重力の方向を表している。

図３に例示した電磁弁装置２００は、本体部分２１０と、入口側支持部材２３０と、出口側支持部材２５０と、連結部材２７０とを含んでいる。部材２３０，２５０，２７０は例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）、アルミニウム等の金属や、樹脂等で構成可能である。

本体部分２１０は、水素ガスの状態を調整する部分である。本体部分２１０は、シリンダ部２１２と、シリンダ入口部２１４と、シリンダ出口部２１８とを有している。シリンダ部２１２は、詳細な図示は省略するが、流体流路、当該流路途中に設けられた弁体、当該弁体を制御するためのソレノイド等を内蔵している。シリンダ部２１２の内部構造は各種のものを適用可能である。なお、ソレノイドの駆動は不図示の駆動部によって行われる。シリンダ入口部２１４およびシリンダ出口部２１８は例えば円筒形をしており、入口部２１４の流路２１６はシリンダ部２１２の流路入口に連通しており、出口部２１８の流路２２０はシリンダ部２１２の流路出口に連通している。

入口側支持部材２３０および出口側支持部材２５０は、本体部分２１０を支持する部材である。２つの支持部材２３０，２５０は連結部材２７０によって連結されている。なお、連結部材２７０の形状、大きさ、配置位置等は図示の例に限定されるものではない。

支持部材２３０，２５０は流路２３２，２５２をそれぞれ有しており、流路２３２の一方の口部にシリンダ入口部２１４が挿入され、流路２５２の一方の口部にシリンダ出口部２１８が挿入されている。電磁弁装置２００は例えばゴム製のＯリング２７２，２７４を含んでおり、Ｏリング２７２はシリンダ入口部２１４に嵌められて入口側支持部材２３０と本体部分２１０との間をシールし、Ｏリング２７４はシリンダ出口部２１８に嵌められて出口側支持部材２５０と本体部分２１０との間をシールしている。かかる構成により、支持部材２３０，２５０はＯリング２７２，２７４を介して本体部分２１０を支持している。なお、ゴム製のＯリング２７２，２７４を例示するが、他の材質、形状のシール材を用いることも可能である。

ここで、支持部材２３０，２５０はＯリング２７２，２７４の介在によって本体部分２１０に接触しない状態で本体部分２１０を支持することが可能である。このとき、本体部分２１０内の弁体の移動による振動は、Ｏリング２７２，２７４の弾性（換言すれば緩衝性）によって減衰され、支持部材２３０，２５０へ伝搬するのが抑制される。

入口側支持部材２３０の流路２３２の他方の口部には配管２７６が例えば溶接によって接続されている。配管２７６は、水素ガス供給流路２４のうちで水素ガス供給源３４へ至る流路を構成するものである。かかる構成によれば、入口側支持部材２３０は電磁弁装置２００において流体入口側部分に対応する。また、出口側支持部材２５０の流路２５２の他方の口部には配管２７８が例えば溶接によって接続されている。配管２７８は、水素ガス供給流路２４のうちでセル積層体１０４へ至る流路を構成するものであり、エンドプレート１０６中の不図示の貫通穴を介してセル積層体１０４へ繋がっている。かかる構成によれば、出口側支持部材２５０は電磁弁装置２００において流体出口側部分に対応する。なお、支持部材２３０，２５０における配管２７６，２７８の接続位置、配管２７６，２７８の延伸方向等は図示の例に限定されるものではない。

出口側支持部材２５０は切片部２５４を有しており、この切片部２５４はボルト２５６によってエンドプレート１０６に固定されている。すなわち、図３に例示の構成では電磁弁装置２００は出口側支持部材２５０においてエンドプレート１０６に固定されている。ここで「固定」という表現は、移動しない箇所である固定点を有して配置する（される）ことおよびそのような配置状態に対して用いることにする。上記の場合、ボルト２５６による締結部、換言すれば切片部２５４がエンドプレート１０６に対して移動しない固定点を構成している。ここではボルト２５６によるネジ締め固定を例示したが、例えば溶接等の他の手段によって固定することも可能である。また、切片部２５４を利用せずにエンドプレート１０６に固定しても構わない。

他方、図３の例では、入口側支持部材２３０はエンドプレート１０６に固定されておらず、電磁弁装置２００は出口側支持部材２５０のみでエンドプレート１０６に固定されている。

ここで、図４および図５に燃料電池１００を側方から見た模式図を示す。図４にはエンドプレート１０６に撓みが生じていない状態を図示し、図５は当該撓みが生じた状態を図示している。なお、両図では図面の煩雑化を避けるためセル積層体１０４（図２参照）等の図示は省略している。

上記のように出口側支持部材２５０のみがエンドプレート１０６に固定されている場合、図４と図５とを比較すれば分かるように、エンドプレート１０６が撓んだ場合であっても、入口側支持部材２３０はエンドプレート１０６に対して移動（変位）が可能である。したがって、仮に支持部材２３０，２５０の両方をエンドプレート１０６に固定した場合に比べて、上記撓みが電磁弁装置２００に及ぼす影響は小さくなり、エンドプレート１０６の撓みによる不具合を抑制することができる。

例えば、エンドプレート１０６が撓んでも、本体部分２１０と支持部材２３０，２５０とはＯリング２７２，２７４による支持が保たれ、本体部分２１０と支持部材２３０，２５０との接触が防止される。このため、本体部分２１０内の弁体の振動が、支持部材２３０，２５０を介してエンドプレート１０６等へ伝搬するのが抑制される。したがって、伝搬した振動が引き起す不具合、例えば大きな振動や騒音の発生、回路基板の半田部分の損傷等を抑制することができる。また、例えば、撓んだエンドプレート１０６が電磁弁装置２００の本体部分２１０に接触するのが防止され、上記と同様にエンドプレート１０６等に伝搬した振動が引き起す不具合を抑制することができる。

ここで、エンドプレート１０６に撓みが生じていない場合においても振動の伝搬を防止するために、電磁弁装置２００の本体部分２１０はエンドプレート１０６や連結部材２７０に接触しないように設けられている（図４および図３参照）。かかる配置形態は例えば支持部材２３０，２５０の形状、大きさ等の設定によって可能である。

電磁弁装置２００は、図６の模式図に示すように、入口側支持部材２３０においてエンドプレート１０６に固定することも可能である。入口側支持部材２３０で固定する場合と出口側支持部材２５０で固定する場合とを比較すると、後者の場合によれば次のような効果が得られる。

すなわち、上記のように入口側支持部材２３０は水素ガス供給源３４へ至る流路に接続され、出口側支持部材２５０はセル積層体１０４へ至る流路に接続されている（図２の配管２７６，２７８を参照）。この場合、エンドプレート１０６上に配置された電磁弁装置２００を起点にして見ると、水素ガス供給源３４へ至る流路の方がセル積層体１０４へ至る流路よりも長い。かかる点に鑑みれば、長い流路とエンドプレート１０６に固定されていない支持部材２３０とを接続することによって、エンドプレート１０６の撓みが流路に与える機械的ストレスを吸収しやすい。これにより、例えば配管接続箇所等の損傷が抑制される。また、エンドプレート１０６に対する電磁弁装置２００の配置誤差を長い流路で吸収することが可能である。他方、短い流路とエンドプレート１０６に固定された支持部材２５０とを接続した場合、エンドプレート１０６が撓んでもエンドプレート１０６と短い流路との相対的位置が保たれる。このため、短い流路は当該撓みによる機械的ストレスを受けにくく、例えば配管接続箇所等の損傷が抑制される。

電磁弁装置２００は種々の向きにして設けることが可能であるが、出口側支持部材２５０よりも入口側支持部材２３０を重力方向上側にして設けることによって、セル積層体１０４で生成された水が電磁弁装置２００へ侵入するのを防止することができる。

ところで、図７および図８に例示するように、入口側支持部材２３０を弾性体２４０を介してエンドプレート１０６に取り付けることも可能である。なお、図７は図３と同様の模式図であり、図８は図７中の８−８線における断面図である。

図７および図８には弾性体２４０がゴム製のブッシュで構成される場合を例示している。図示したブッシュ２４０は、入口側支持部材２３０に設けられた切片部２３４のボルト挿入穴に対応する穴を有した筒状部材であり、外周面に切片部２３４のボルト挿入穴の縁部が挿入される溝を有している。ブッシュ２４０が切片部２３４のボルト挿入穴に嵌め込まれることによって、切片部２３４とエンドプレート１０６との間にブッシュ２４０が介在する。ブッシュ２４０の上記穴にボルト２３６が挿入され、当該ボルト２３６はエンドプレート１０６に締結されている。ブッシュ２４０のボルト挿入穴には例えば金属製のカラー２４２が挿入されており、カラー２４２がエンドプレート１０６とボルト２３６の頭部側に挿入されたワッシャ２３８との間に介在することによってボルト２３６の軸力が確保される。なお、図７および図８の例示についてのその他の要素は図３と同様に構成可能である。

なお、入口側支持部材２３０をエンドプレート１０６に固定する場合（図６参照）、出口側支持部材２５０をブッシュ２４０を介してエンドプレート１０６に取り付けることになる。

ボルト２３６によるエンドプレート１０６への取り付け箇所とボルト２５６によるエンドプレート１０６への固定箇所とは、本体部分２１０の軸線上、換言すればシリンダ入口部２１４の流路２１６とシリンダ出口部２１８の流路２２０とを結ぶ線上に設けるのが好ましい。これによれば、本体部分２１０をバランス良く配置することができ、またその結果ブッシュ２４０の個数を最小限にしてコスト増加を抑制することができる。

ブッシュ２４０はその弾性（緩衝性）により変形可能であるので、入口側支持部材２３０は、エンドプレート１０６に固定された出口側支持部材２５０に比べて、エンドプレート１０６に対する移動（変位）が可能な状態にある。このため、ブッシュ２４０の弾性によって、エンドプレート１０６の撓みが電磁弁装置２００に及ぼす荷重を吸収することが可能である。これにより、エンドプレート１０６が撓んでも本体部分２１０と支持部材２３０，２５０とはＯリング２７２，２７４による支持が保たれるので、本体部分２１０と支持部材２３０，２５０との接触による振動伝搬を抑制可能である。

また、例えば燃料電池システム２０が自動車車両等に搭載される場合、車両運行による振動が燃料電池システム２０に加わることがある。しかし、ブッシュ２４０によれば、外部からの振動による不具合を防止可能である。例えば入口側支持部材２３０がエンドプレート１０６に衝突するのを防止することができる。また、例えばボルト２３６，２５６の緩みを防止することができる。なお、ボルト２３６，２５６の緩み防止効果によれば、ボルト２３６，２５６のトルク管理を緩和することが可能である。

ここで、例えば図９の模式図に例示する電磁弁装置２００Ｂのように入口側支持部材２３０がサージタンク３００で構成される場合、重力方向上側の部分が大きくなり重量が重くなる。かかる場合であっても、入口側支持部材２３０を弾性体２４０を介してエンドプレート１０６に取り付けることによって、電磁弁装置２００Ｂの配置を安定させることができる。なお、図９の例示についてその他の要素は図３と同様に構成可能である。

上記のようにブッシュ２４０によればエンドプレート１０６の撓みによる荷重を吸収することが可能である。かかる荷重は、Ｏリング２７２，２７４にも加わるが、ブッシュ２４０とＯリング２７２，２７４とに分散される。このため、Ｏリング２７２，２７４に加わる荷重はブッシュ２４０を有さない場合に比べて小さくなる。したがって、エンドプレート１０６の撓みによる荷重がＯリング２７２，２７４にも加わっても、シリンダ入口部２１４と入口側支持部材２３０との接触およびシリンダ出口部２１８と出口側支持部材２５０との接触を回避可能である。なお、かかる効果は、シリンダ入口部２１４とエンドプレート１０６との間およびシリンダ出口部２１８とエンドプレート１０６との間にそれぞれ弾性体が存在することにより得られる。かかる点に鑑みれば、例えばシリンダ入口部２１４と入口側支持部材２３０とをＯリング２７２を用いずに溶接等で接続した構造についても、Ｏリング２７４とブッシュ２４０とによってシリンダ出口部２１８と出口側支持部材２５０との接触を回避可能である。

また、ブッシュ２４０およびＯリング２７２，２７４は絶縁体であるゴム等で構成されているので、連結部材２７０を樹脂等の絶縁体で構成することによって、入口側支持部材２３０およびこれに接続された配管２７６、水素ガス供給源３４（図１参照）等をエンドプレート１０６から電気的に絶縁することができる。例えば水素ガス供給源３４が車体と電気的に接続される場合、エンドプレート１０６は車体電位との間で絶縁が確保される。なお、かかる効果はブッシュ２４０、Ｏリング２７２，２７４および連結部材２７０が他の絶縁性材料で構成される場合にも得られる。

なお、入口側支持部材２３０をゴムブッシュ２４０を介して取り付けない構成の場合（図３等参照）、エンドプレート１０６が撓むことによってエンドプレート１０６と入口側支持部材２３０とが非接触状態になる。かかる非接触状態においても、Ｏリング２７２，２７４および連結部材２７０を絶縁性材料で構成することによって、入口側支持部材２３０等とエンドプレート１０６とを電気的に絶縁することが可能である。ここで、Ｏリング２７２，２７４および連結部材２７０を絶縁性材料で構成するとともに、例えば入口側支持部材２３０をエンドプレート１０６に接触しない形状にすることによって、エンドプレート１０６の撓みの有無に関係なく、入口側支持部材２３０等とエンドプレート１０６とを電気的に絶縁することが可能である。

上記では流体調整装置として、電磁弁装置２００，２００Ｂを例示したが、その他の方式の開閉弁装置や、例えばレギュレータ３８等であっても構わない。また、上記では流体調整装置が水素ガス供給流路２４に設けられる場合を例示したが、他の流路２６，２８，３０，３２（図１参照）に設けられる流体調整装置に上記各種の構成を適用することも可能である。例えばコンプレッサ５４に替えて酸素タンクを用いる場合、酸素ガス供給流路３０に電磁弁装置２００，２００Ｂを設けることが可能である。また、流体調整装置が調整する流体の状態は流量や圧力だけに限定されるものではない。例えば加湿器５６は流路３０，３２を流れる酸素ガスについてガス状態の一つである湿度を調整するので、また、例えば気液分離器４６は流路２６を流れる水素ガスについてガス状態の一つである純度を調整するので、それぞれを流体調整装置と呼ぶことが可能である。

なお、上記では流路としてガス流路２４，２６，２８，３０，３２を例示したが、例えば燃料電池１００に接続され当該電池１００を冷却するための冷媒の流路についても上記各種の構成を適用可能である。

実施の形態に係る燃料電池システムの構成例を説明する図である。実施の形態について燃料電池を説明する斜視図である。実施の形態について流体調整装置を説明する模式図である。実施の形態に係る燃料電池システムを説明する模式図である。実施の形態に係る燃料電池システムを説明する模式図である。実施の形態に係る燃料電池システムを説明する模式図である。実施の形態について流体調整装置を説明する模式図である。図７中の８−８線における断面図である。実施の形態について流体調整装置を説明する模式図である。

符号の説明

２０燃料電池システム、１０２電池セル、１０４セル積層体、１０６エンドプレート、２４，２６，２８，３０，３２流路、２００，２００Ｂ電磁弁装置（流体調整装置）、２３０入口側支持部材（流体入口側部分）、２５０出口側支持部材（流体出口側部分）、Ｇ重力方向、２７６，２７８配管（流路）、２４０ブッシュ（弾性体）、２７２，２７４Ｏリング。

Claims

複数の電池セルが積層されたセル積層体と、
セル積層体のセル積層方向端部に配置されたエンドプレートと、
セル積層体に接続される流路に設けられ流路を流れる流体の流量を調整する流体調整装置であって、本体部分と、本体部分の両側に設けられ本体部分を支持する流体入口側部分と流体出口側部分と、を有する流体調整装置と、
を備え、
流体調整装置は流体出口がセル積層体に接続され、流体出口側部分よりも流体入口側部分を重力方向上側にして設けられ、
さらに、当該流体調整装置の流体入口側部分と流体出口側部分とのうちの一方の部分でエンドプレートに直接固定され、他方の部分は弾性体を介してエンドプレートに取り付けられていることを特徴とする燃料電池システム。
請求項１に記載の燃料電池システムであって、
流体入口側部分と流体出口側部分とのうちでエンドプレートに直接固定されている一方の部分にはセル積層体へ至る流路が接続され、他方の部分にはセル積層体へ至る流路よりも長い流路が接続されていることを特徴とする燃料電池システム。
請求項１または２に記載の燃料電池システムであって、
流体調整装置は当該流体調整装置の流体入口側部分と流体出口側部分とのうちの少なくとも一方の部分と本体部分との間に弾性を有するシール材を含むことを特徴とする燃料電池システム。