JP6072573B2

JP6072573B2 - 燃料電池

Info

Publication number: JP6072573B2
Application number: JP2013046970A
Authority: JP
Inventors: 由介奈良; 君春水崎
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2013-03-08
Filing date: 2013-03-08
Publication date: 2017-02-01
Anticipated expiration: 2033-03-08
Also published as: JP2014175169A

Description

この発明は、燃料電池セルが厚み方向に複数積層された燃料電池に関するものである。

車両等で用いられる燃料電池として、固体高分子電解質膜の両側にアノード側拡散電極とカソード側拡散電極を配置して膜電極構造体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）を構成し、この膜電極構造体を一対のセパレータで挟み込んで燃料電池セルを構成したものがある。この燃料電池は、複数の燃料電池セルが層状に積層されるとともに、積層方向の両端部に一対のエンドプレートが配置され、エンドプレート同士が締結手段によって相互に固定されている。

この種の燃料電池においては、各燃料電池セルの異常を検知するために、燃料電池セルにセル電圧測定端子を設け、セル電圧測定端子を通して各燃料電池セルの電圧を検出するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載の燃料電池は、略矩形状の燃料電池セルの対向する外側端辺の各中央に、積層方向と直交する方向に突出するガイド凸部が設けられ、その燃料電池セルが厚み方向に複数積層されるとともに、積層方向の両端部に略矩形状のエンドプレートが配置されている。両側のエンドプレートの対向する外側端辺の各中央には梁部材が掛け渡され、各梁部材の両端部が両側のエンドプレートに締結固定されることにより、積層された複数の燃料電池セルを間に挟み込んだ状態で一対のエンドプレート同士が結合されている。また、各梁部材には、各燃料電池セルのガイド凸部に嵌合される係合凹部が設けられ、各燃料電池セルがガイド凸部で梁部材の係合凹部と嵌合されることにより、衝撃荷重の入力時における燃料電池セルの位置ずれを防止できるようになっている。そして、燃料電池セルの一方のガイド凸部の頂部にはセル電圧測定端子が突設され、各セル電圧測定端子には、当該端子を配線ケーブルに接続するためのコネクタが係合されるようになっている。このガイド凸部に嵌合される梁部材には、梁部材の外側からコネクタを対応するセル電圧測定端子に係合させるために開口部が設けられている。

特開２０１２−５９５６３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の燃料電池は、燃料電池セルのガイド凸部の頂部にセル電圧測定端子が突設されているため、燃料電池セルの外側端辺からの突出高さが高くなり、特に、セル電圧測定端子にコネクタを接続すると、コネクタが外側に大きく突出し、燃料電池全体が大型化してしまう。

この対策としては、燃料電池セルの外側端辺に、ガイド凸部と隣り合うようにセル電圧測定端子を突設し、梁部材がガイド凸部に嵌合された状態で、当該梁部材の幅方向外側位置にコネクタ（セル電圧測定端子）が配置されるようにすることが考えられる。

しかし、この場合、例えば、燃料電池セルの外側端辺のガイド凸部の両側位置に、積層方向に貫通する冷媒や反応ガスの流路を配置しようとすると、ガイド凸部は左右の流路間の凹空間内に配置されることになる。そして、この限られた凹空間内に梁部材と、コネクタとを併設しようとすると、コネクタの一部が梁部材と干渉したり、コネクタから引き出される配線ケーブルを極端に折り曲げたりしなくてはならなくなり、コネクタの安定的な取り付けが難しくなる。
このような不具合を避けるためには、梁部材の断面幅を狭めることも考えられるが、梁部材の断面幅は梁部材に要求される曲げ剛性や捩れ剛性の観点から決められてしまい、簡単に変更することは難しい。

そこでこの発明は、電池全体の小型化を図りつつ、梁部材の剛性維持とコネクタの安定的な取り付けを実現することのできる燃料電池を提供しようとするものである。

この発明に係る燃料電池では、上記課題を解決するために以下の構成を採用した。
請求項１に係る発明は、電解質膜の両側に一対の電極が配置されて成る膜電極構造体（例えば、実施形態の膜電極構造体１０）とセパレータ（例えば、実施形態のセパレータ１１Ａ，１１Ｂ）とが積層されて燃料電池セル（例えば、実施形態の燃料電池セル２）が構成され、当該燃料電池セルが厚み方向に複数積層された燃料電池であって、複数の前記燃料電池セルと、厚み方向に積層された複数の前記燃料電池セルの両端部に配置される一対のエンドプレート（例えば、実施形態のエンドプレート３Ａ，３Ｂ）と、複数の前記燃料電池セルを一対の前記エンドプレートの間に挟み込んだ状態で前記エンドプレート同士を結合する梁部材（例えば、実施形態の第１の梁部材７）と、前記セパレータの外周から突出するセル電圧測定端子（例えば、実施形態のセル電圧測定端子２５）と、前記梁部材と隣接する位置で前記燃料電池セルのセル電圧測定端子に接続されるコネクタ（例えば、実施形態の個別コネクタ２６，集合コネクタ２７）と、を備え、前記燃料電池セルの外側端辺には、前記燃料電池の積層方向と直交する方向に窪み前記梁部材と前記コネクタが配置される凹部（例えば、実施形態の凹部２１）が形成され、前記凹部内には、前記燃料電池セルの積層方向と直交する方向に突出するガイド凸部（例えば、実施形態のガイド凸部２２）と前記セル電圧測定端子とが併設され、前記梁部材には、前記燃料電池セルの前記ガイド凸部に嵌合される係合凹部（例えば、実施形態の係合凹部２８）と、当該係合凹部の開口端（例えば、実施形態の開口端２８ａ）よりも前記梁部材の幅方向外側位置から当該係合凹部の底部と同側に立ち上がる一対の側部壁（例えば、実施形態の側部壁３４）と、当該一対の側部壁のうちの少なくとも前記コネクタと前記梁部材の幅方向で隣接する一方の側部壁に設けられ、当該側部壁の立ち上がり方向の一端側と他端側のいずか一方の端部から前記梁部材の幅方向外側に向かって突出する剛性維持壁（例えば、実施形態の剛性維持壁３５）と、が設けられていることを特徴とするものである。
これにより、梁部材の少なくとも一方の側部壁からは、立ち上がり方向のいずれかの端部から幅方向外側に向かって剛性維持壁が突出する。梁部材の曲げ剛性や捩れ剛性は、剛性維持壁によって高く維持されるため、その分側部壁を幅方向内側に移動させることが可能になる。また、梁部材の剛性維持壁のある側の側部壁に隣接して配置されるコネクタは、梁部材方向に突出する部分を剛性維持壁と側部壁の立ち上がり方向についてずらして配置することができる。このように配置した場合には、梁部材との干渉等を招くことなくコネクタをセル電圧測定端子に安定して取り付けることが可能となる。また、セル電圧測定端子は、燃料電池セルの外側端辺のガイド凸部と併設されているため、セル電圧測定端子にコネクタを接続した状態におけるコネクタの突出高さは充分に低く抑えられる。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る燃料電池において、前記コネクタは、前記梁部材と対向する側部のうちの、前記剛性維持壁の突出する位置と前記側部壁の立ち上がり方向についてずれた位置に、ケーブル引き出し部（例えば、実施形態のケーブル案内壁３０）が設けられていることを特徴とするものである。
これにより、コネクタのケーブル引き出し部から引き出されるケーブルを極端に折り曲げることなく、コネクタを梁部材と隣接する位置に安定的に取り付けることが可能となる。

この発明によれば、梁部材の一対の側部壁のうちの少なくとも一方の側部壁に、側部壁の立ち上がり方向の一端側と他端側のいずか一方の端部から幅方向外側に向かって突出する剛性維持壁が設けられているため、剛性維持壁によって梁部材の剛性を確保しつつ、側部壁を幅方向内側に寄せてコネクタの安定的な取り付けを図ることができ、しかも、コネクタに接続されるセル電圧測定端子がガイド凸部と併設されることから、コネクタの突出高さを抑え、電池全体の小型化を図ることができる。

この発明の一実施形態の燃料電池の平面図である。この発明の一実施形態の燃料電池セルの分解斜視図である。この発明の一実施形態のセパレータの正面図である。この発明の一実施形態の梁部材の斜視図である。この発明の一実施形態の燃料電池の図１のＤ−Ｄ断面に対応する部分拡大断面図である。この発明の一実施形態のセル電圧測定端子とコネクタを示す分解斜視図である。この発明の一実施形態の第１の梁部材と個別コネクタとの寸法関係を示す模式的な断面図である。

以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、この実施形態の燃料電池１の全体構成を示す図である。この実施形態の燃料電池１は、図示しない車両の車室前部のモータルームやフロア下に搭載されて、車両駆動用モータに電力を供給するのに用いられる。なお、この実施形態の燃料電池１は、図中の矢印Ａ方向が車体の幅方向、矢印Ｂ方向が車体の前後方向、紙面上側が車体の上方となるようにして車両に搭載される。
この燃料電池１は、後述する燃料電池セル２が厚み方向に複数積層され、その積層された燃料電池セル２の積層方向の両端に剛性の高いエンドプレート３Ａ，３Ｂが配置されている。各エンドプレート３Ａ，３Ｂと端部の燃料電池セル２の間には、絶縁プレート４とターミナルプレート５が介装されている。

両エンドプレート３Ａ，３Ｂは、横長の長方形状に形成され、積層した複数の燃料電池セル２とターミナルプレート５及び絶縁プレート４を間に挟み込んだ状態において、対向する長辺の略中央部同士と、対向する短辺の略中央部同士がそれぞれ一対の第１の梁部材７（梁部材）と一対の第２の梁部材８によって連結されている。第１の梁部材７と第２の梁部材８の両端面には、図４に示すように（図４は、第１の梁部材７の構造を示しているが、第２の梁部材８も同様の構造とされている。）ボルト９が螺合されるねじ穴７ａが設けられている。第１の梁部材７と第２の梁部材８は、両端面をエンドプレート３Ａ，３Ｂの内側端面（相互に対向する端面）に突き合わせた状態でそれぞれ一対のボルト９によってエンドプレート３Ａ，３Ｂに締結されている。ただし、第１の梁部材７と第２の梁部材８の端面をエンドプレート３Ａ，３Ｂに締結するボルト９の数は一対に限らず、必要な締結力に応じて任意数に設定することができる。

図２は、燃料電池セル２の全体構成を示す図であり、図３は、燃料電池セル２の一部の部品（セパレータ１１Ｂ）を示す図である。なお、図中の矢印Ｃ方向は、燃料電池１を車両に搭載したときに車体の上下方向（重力方向）と合致する方向である。
燃料電池セル２は、膜電極構造体１０と、膜電極構造体１０を表裏両側から挟み込む一対のセパレータ１１Ａ，１１Ｂと、を備えている。膜電極構造体１０は、横長の略長方形状の電気的絶縁性を有する保持板１２に、固体高分子電解質膜１３が取り付けられ、固体高分子電解質膜１３の表裏にアノード側拡散電極１４とカソード側拡散電極１５が付設されている。固体高分子電解質膜１３は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水を含浸させた構成とされている。アノード側拡散電極１４とカソード側拡散電極１５は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子をガス拡散層の表面に一様に塗布して形成された電極触媒層と、を有する。

セパレータ１１Ａ，１１Ｂは、横長の略長方形状の金属板をベース部として構成され、長手方向の両側の上隅部と下隅部には、入口側ガス通路孔１６ｉ，１７ｉと出口側ガス通路孔１６ｏ，１７ｏが形成されている。図２，図３に示す例の場合、具体的には、セパレータ１１Ａ，１１Ｂの右上隅部には、空気等の酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス用の入口側ガス通路孔１６ｉが形成され、セパレータ１１Ａ，１１Ｂの右下隅部には、水素等の燃料ガスを供給するための燃料ガス用の入口側ガス通路孔１７ｉが形成されている。また、セパレータ１１Ａ，１１Ｂの左下隅部には、使用済みの酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス用の出口側ガス通路孔１６ｏが形成され、セパレータ１１Ａ，１１Ｂの左上隅部には、使用済みの燃料ガスを排出するための燃料ガス用の出口側ガス通路孔１７ｏが形成されている。
なお、膜電極構造体１０の保持板１２には、セパレータ１１Ａ，１１Ｂの入口側ガス通路孔１６ｉ，１７ｉと出口側ガス通路孔１６ｏ，１７ｏに対応する位置に、同様の入口側ガス通路孔１６ｉ，１７ｉと出口側ガス通路孔１６ｏ，１７ｏが形成されている。

また、セパレータ１１Ａ，１１Ｂには、プレス成形等によって凹凸形状が形成され、その凹凸形状によって膜電極構造体１０との間にそれぞれガス導入路１８，１９（図２中では矢印で示す。）を形成するようになっている。具体的には、一方のセパレータ１１Ａは、膜電極構造体１０との間でアノード側拡散電極１４に臨むように燃料ガス用のガス導入路１８を形成し、他方のセパレータ１１Ｂは、膜電極構造体１０との間でカソード側拡散電極１５に臨むように酸化剤ガス用のガス導入路１９を形成している。
燃料ガス用のガス導入路１８は、入口側ガス通路孔１７ｉを流れる燃料ガスを、膜電極構造体１０のアノード側拡散電極１４に臨む領域に導入し、アノード側拡散電極１４で消費された残余のガスを出口側ガス通路孔１７ｏに排出する。同様に、酸化剤ガス用のガス導入路１９は、入口側ガス通路孔１６ｉを流れる酸化剤ガスを、膜電極構造体１０のカソード側拡散電極１５に臨む領域に導入し、カソード側拡散電極１５で消費された残余のガスを出口側ガス通路孔１６ｏに排出する。

さらに、セパレータ１１Ａ，１１Ｂの上縁部には、入口側冷媒通路孔２０ｉと出口側冷媒通路孔２０ｏが長手方向の両側に離間して設けられ、セパレータ１１Ａ，１１Ｂの上部側の外側端辺のうちの、入口側冷媒通路孔２０ｉと出口側冷媒通路孔２０ｏの間の領域には下方側に向かって窪む凹部２１が設けられている。この凹部２１の長手方向（矢印Ｂ方向）の中央領域には、略長方形状のガイド凸部２２が上方に向かって突設されている。このガイド凸部２２は、電気的絶縁性を有する樹脂材料から成り、セパレータ１１Ａ，１１Ｂの金属製のベース部に一体に接合されている。ガイド凸部２２は、具体的には、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＰＡ（ポリフタルアミド）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）、ＬＣＰ（リキッドクリスタルポリマー）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、シリコーンゴム、フッ素ゴムまたはＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）等で構成されている。

また、セパレータ１１Ａ，１１Ｂの下縁部には、上縁部側と同様に、入口側冷媒通路孔２０ｉと出口側冷媒通路孔２０ｏが長手方向の両側に離間して設けられ、セパレータ１１Ａ，１１Ｂの下部側の外側端辺のうちの、入口側冷媒通路孔２０ｉと出口側冷媒通路孔２０ｏの間の領域には、上方側に向かって窪む凹部２１が設けられている。この凹部２１の長手方向（矢印Ｂ方向）の中央領域には、略長方形状のガイド凸部２２が下方に向かって突設されている。このガイド凸部２２は、上部側と同様に樹脂材料によって形成されている。
なお、膜電極構造体１０の保持板１２には、セパレータ１１Ａ，１１Ｂの上下の入口側冷媒通路孔２０ｉと出口側冷媒通路孔２０ｏに対応する位置に、同様の入口側冷媒通路孔２０ｉと出口側冷媒通路孔２０ｏが形成されている。また、保持板１２には、セパレータ１１Ａ，１１Ｂの上縁部側の凹部２１と下縁部側の凹部２１に対応する位置に同様の凹部２１が形成されている。

一つの燃料電池セル２のセパレータ１１Ａと、隣接する燃料電池セル２のセパレータ１１Ｂとは相互に背中合わせに重ねられ、重ねられた両セパレータ１１Ａ，１１Ｂの凹凸形状が冷媒導入路２３（図２では矢印で示す。）を形成するようになっている。
冷媒導入路２３は、入口側冷媒通路孔２０ｉを流れる純水やエチレングリコール等の冷却媒体を背中あわせで隣接するセパレータ１１Ａ，１１Ｂの間に導入し、セパレータ１１Ａ，１１Ｂと熱交換を行った冷却媒体を出口側冷媒通路孔２０ｏに排出する。

ところで、燃料電池セル２の一方のセパレータ１１Ａの上部側の凹部２１には、中央のガイド凸部２２と所定距離離間してセル電圧測定端子２５が突設されている。セル電圧測定端子２５は、セパレータ１１Ａの金属製のベース部と一体成形され、或いは、ベース部にレーザ溶接やスポット溶接等によって一体に接合されており、ガイド凸部２２の基部側を造形する樹脂材の内部を貫通して凹部２１内に下方側から突出している。セル電圧測定端子２５は、燃料電池セル２の個々の電圧を計測して燃料電池１の異常を検出するのに用いられる。この実施形態の場合、一方のセパレータ１１Ａのセル電圧測定端子２５は、図２中のガイド凸部２２の右側に設定距離離間した位置に突設されている。

また、燃料電池セル２の他方のセパレータ１１Ｂの上部側の凹部２１には、中央のガイド凸部２２と所定距離離間して、一方のセパレータ１１Ａと同様のセル電圧測定端子２５が設定されている。ただし、他方のセパレータ１１Ａのセル電圧測定端子２５は、図２，図３中のガイド凸部２２の左側に設定距離離間した位置に突設されている。
したがって、この実施形態の場合、一方のセパレータ１１Ａと他方のセパレータ１１Ｂのセル電圧測定端子２５は、中央のガイド凸部２２を間に挟んで千鳥状に配置されている。

図４は、第１の梁部材７の詳細な形状を示す図であり、図５は、図１のＤ−Ｄ断面に対応する燃料電池１の部分拡大断面図である。
図１，図５に示すように、両セパレータ１１Ａ，１１Ｂに突設された各セル電圧測定端子２５には、上方側から個別コネクタ２６の金属製の端子部がそれぞれ嵌合接続され、各個別コネクタ２６は、複数個がまとまって集合コネクタ２７に接続されている。
また、積層された燃料電池セル２の上部側と下部側の凹部２１の内側には、両側のエンドプレート３Ａ，３Ｂを結合する第１の梁部材７が配置されている。第１の梁部材７は、図４に示すように、エンドプレート３Ａ，３Ｂにボルト締結される長手方向の両端部は中実構造とされているが、長手方向の中間領域には、各燃料電池セル２のガイド凸部２２に嵌合される断面コ字状の係合凹部２８が設けられている。第１の梁部材７は、係合凹部２８で複数の燃料電池セル２のガイド凸部２２に嵌合した状態において、両端のエンドプレート３Ａ，３Ｂに結合されることにより、燃料電池セル２相互の矢印Ｂ方向の位置ずれを規制する。

図６は、セパレータ１１Ａ，１１Ｂのセル電圧測定端子２５と、そのセル電圧測定端子２５に嵌合接続される個別コネクタ２６と、複数の個別コネクタ２６に嵌合接続される集合コネクタ２７を示す図である。
この実施形態の場合、セル電圧測定端子２５には、上方側から個別コネクタ２６がそれぞれ嵌合接続され、５つの個別コネクタ２６に跨って略長方体状の集合コネクタ２７が上方側から嵌合接続されるようになっている。なお、図６においては、個別コネクタ２６に形成される集合コネクタ２７との接続口の図示は省略されている。また、集合コネクタ２７は、図示しないヒューズ搭載基板が内蔵されるとともに、上面側にカバー壁２９が取り付けられている。カバー壁２９には、集合コネクタ２７が燃料電池セル２の上部に搭載されたときに、凹部２１の幅方向中央側（ガイド凸部２２方向）に向かって突出するケーブル案内壁３０が突設されている。ケーブル案内壁３０の下面側からは、ヒューズ搭載基板から引き出された接続ケーブル３１が引き出されている。この実施形態の場合、ケーブル案内壁３０がケーブル引き出し部を構成している。

ここで、個別コネクタ２６に接続された集合コネクタ２７は、図１に示すように、燃料電池セル２の凹部２１内において、第1の梁部材７の幅方向（矢印Ｂ方向）の両側に第１の梁部材７の延出方向に沿って配置される。各集合コネクタ２７のケーブル案内壁３０から引き出された接続ケーブル３１は、第１の梁部材７の幅方向の中央の上面側において、集合ケーブル３２として束ねられて一方のエンドプレート３Ａ側に引き出されている。一方のエンドプレート３Ａから引き出された集合ケーブル３２は図示しない外部の電圧測定機器に接続されるようになっている。

ところで、この実施形態の第１の梁部材７は、図４，図５に示すように、前述した係合凹部２８の両側の開口端２８ａに幅方向の両側に延出するフランジ部３３が延設され、各フランジ部３３の延出端に、係合凹部２８の底部と同側に略直角に屈曲して立ち上がる一対の側部壁３４が延設されるとともに、両側部壁３４の付根部側に幅方向外側に設定量突出する剛性維持壁３５が突設されている。第１の梁部材７は、断面略コ字状の係合凹部２８と、その両縁に延設されたフランジ部３３、側部壁３４、及び、剛性維持壁３５によって曲げ剛性や捩れ剛性が設定基準値以上となるように設定されている。この第１の梁部材７は、側部壁３４の付根部側に剛性維持壁３５が追加されて剛性が高められている分、両側の側部壁３４が幅方向内側に寄せられている。また、剛性維持壁３５は、側部壁３４の付根部側に突設されているため、集合コネクタ２７のケーブル案内壁３０と相互に対向する向きに突出することになるものの、側部壁３４の立ち上がり方向に関しては相互にずれた位置関係となっている。

第１の梁部材７の横断面の各部の寸法と、セル電圧測定端子２５に取り付けられる個別コネクタ２６の寸法関係は以下のように設定されている。
図７は、セル電圧測定端子２５と個別コネクタ２６の断面を示す模式的な図である。同図において、ｈ_１は、第１の梁部材７の係合凹部２８が形成される中央領域の突出高さであり、ｈ_２は、第１の梁部材７の側部壁３４の突出高さである。また、ｅは、第１の梁部材７のフランジ部３３の厚みであり、ｆは、第１の梁部材７の剛性維持壁３５の高さ方向（矢印Ｃ方向）の厚み、ｇは、設置状態での個別コネクタ２６の上面と側部壁３４の上面との高さの差である。
図７に示すように、第１の梁部材７の中央領域の突出高さｈ_１と、側部壁３４の突出高さｈ_２は略同一に設定され、第１の梁部材７のフランジ部３３の厚みｅと、剛性維持壁３５の厚みｆは、略同一に設定されている。また、設置状態における個別コネクタ２６の上面の高さは、第１の梁部材７の中央領域や側部壁３４の高さに比較して、所定寸法ｇだけ低く設定されている。
また、第１の梁部材７の横断面形状は、図５に示すように、幅方向（矢印Ｂ方向）について左右対称形状であることが好ましい。

また、図２，図３に示すように、各燃料電池セル２のセパレータ１１Ａ，１１Ｂと膜電極構造体１０の保持板１２のうちの、両側の側縁部の上下方向（矢印Ｃ方向）の中央位置には、係止溝４０が形成されている。この係止溝４０には、第２の梁部材８に形成された突起部４１が嵌合されるようになっている。なお、係止溝４０は、セパレータ１１Ａ，１１Ｂの金属製のベース部や膜電極構造体１０の金属製の保持板１２に一体に付設された電気絶縁性を有する樹脂材料部分に形成されている。上記の樹脂材料は、例えば、前述したガイド凸部２２と同様の樹脂材料を用いることができる。
第２の梁部材８は、突起部４１で複数の燃料電池セル２の係止溝４０に嵌合した状態において、両端のエンドプレート３Ａ，３Ｂに結合されることにより、燃料電池セル２相互の矢印Ｃ方向の位置ずれを規制する。

以上のように、この実施形態の燃料電池１は、第１の梁部材７に、燃料電池セル２のガイド凸部２２に嵌合される係合凹部２８と、係合凹部２８の開口端２８ａよりも幅方向外側から係合凹部２８の底部と同側に立ち上がる一対の側部壁３４と、各側部壁３４の付根部側から幅方向外側に突出する剛性維持壁３５と、が設けられているため、両側の側部壁３４の付根部側に剛性維持壁３５を突出させた分、大きな剛性低下を招くことなく、側部壁３４を幅方向内側に寄せることができる。このため、燃料電池セル２の凹部２１の幅が狭くても、個別コネクタ２６や集合コネクタ２７を凹部２１内に安定的に取り付けることができる。
しかも、この実施形態の燃料電池１は、セル電圧測定端子２５が各燃料電池セル２の凹部２１内でガイド凸部２２と並んで設けられているため、個別コネクタ２６や集合コネクタ２７の突出高さを抑え、電池全体の小型化を図ることができる。

さらに、この実施形態の燃料電池１は、第１の梁部材７の側部壁３４の幅方向外側に突出する剛性維持壁３５が側部壁３４の付根部側に設けられるとともに、第１の梁部材７方向に突出する集合コネクタ２７のケーブル案内壁３０が剛性維持壁３５と上下方向にずれた位置に配置されているため、集合コネクタ２７と第１の梁部材７の干渉を招いたり、集合コネクタ２７のケーブル案内壁３０から引き出される接続ケーブル３１を極端に折り曲げることなく、個別コネクタ２６や集合コネクタ２７を凹部２１内に安定的に取り付けることができる。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記の実施形態においては、第１の梁部材の一対の側部壁の両方に剛性維持壁が突設されているが、梁部材の一方の側部壁のみに剛性維持壁を突設させるようにしても良い。また、剛性維持壁は、側部壁の先端側（付根部と逆側）に突設させるようにしても良い。

１…燃料電池
２…燃料電池セル
３Ａ，３Ｂ…エンドプレート
７…第１の梁部材（梁部材）
１０…膜電極構造体
１１Ａ，１１Ｂ…セパレータ
２１…凹部
２２…ガイド凸部
２５…セル電圧測定端子
２６…個別コネクタ（コネクタ）
２７…集合コネクタ（コネクタ）
２８…係合凹部
２８ａ…開口端
３０…ケーブル案内壁（ケーブル引き出し部）
３４…側部壁
３５…剛性維持壁

Claims

電解質膜の両側に一対の電極が配置されて成る膜電極構造体とセパレータとが積層されて燃料電池セルが構成され、当該燃料電池セルが厚み方向に複数積層された燃料電池であって、
複数の前記燃料電池セルと、
厚み方向に積層された複数の前記燃料電池セルの両端部に配置される一対のエンドプレートと、
複数の前記燃料電池セルを一対の前記エンドプレートの間に挟み込んだ状態で前記エンドプレート同士を結合する梁部材と、
前記セパレータの外周から突出するセル電圧測定端子と、
前記梁部材と隣接する位置で前記燃料電池セルのセル電圧測定端子に接続されるコネクタと、を備え、
前記燃料電池セルの外側端辺には、前記燃料電池の積層方向と直交する方向に窪み前記梁部材と前記コネクタが配置される凹部が形成され、前記凹部内には、前記燃料電池セルの積層方向と直交する方向に突出するガイド凸部と前記セル電圧測定端子とが併設され、
前記梁部材には、前記燃料電池セルの前記ガイド凸部に嵌合される係合凹部と、当該係合凹部の開口端よりも前記梁部材の幅方向外側位置から当該係合凹部の底部と同側に立ち上がる一対の側部壁と、当該一対の側部壁のうちの少なくとも前記コネクタと前記梁部材の幅方向で隣接する一方の側部壁に設けられ、当該側部壁の立ち上がり方向の一端側と他端側のいずか一方の端部から前記梁部材の幅方向外側に向かって突出する剛性維持壁と、が設けられていることを特徴とする燃料電池。
前記コネクタは、前記梁部材と対向する側部のうちの、前記剛性維持壁の突出する位置と前記側部壁の立ち上がり方向についてずれた位置に、ケーブル引き出し部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。