JP6144647B2

JP6144647B2 - Fuel cell stack

Info

Publication number: JP6144647B2
Application number: JP2014112920A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　征治; 征治鈴木; 忠志西山; 孝介高木
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2017-06-07
Anticipated expiration: 2034-05-30
Also published as: JP2015228304A

Description

本発明は、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池を有し、複数の前記燃料電池が積層されるとともに、積層方向両端にエンドプレートが配設される燃料電池スタックに関する。 The present invention relates to a fuel cell stack having a fuel cell that generates electricity by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas, wherein the plurality of fuel cells are stacked and end plates are disposed at both ends in the stacking direction. .

例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の一方の面側にアノード電極が、他方の面側にカソード電極が、それぞれ配設された電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を備えている。電解質膜・電極構造体は、セパレータによって挟持されることにより、発電セルが構成されている。燃料電池は、通常、所定の数の発電セルが積層されることにより、例えば、車載用燃料電池スタックとして燃料電池車両（燃料電池電気自動車等）に組み込まれている。 For example, in a polymer electrolyte fuel cell, an electrolyte membrane / electrode structure in which an anode electrode is disposed on one side of an electrolyte membrane made of a polymer ion exchange membrane and a cathode electrode is disposed on the other surface side ( MEA). The electrolyte membrane / electrode structure is sandwiched between separators to constitute a power generation cell. A fuel cell is usually incorporated in a fuel cell vehicle (fuel cell electric vehicle or the like) as a vehicle fuel cell stack, for example, by stacking a predetermined number of power generation cells.

燃料電池では、セパレータの面内に、アノード電極に燃料ガスを流すための燃料ガス流路と、カソード電極に酸化剤ガスを流すための酸化剤ガス流路とが設けられている。また、互いに隣接するセパレータ間には、冷却媒体を流すための冷却媒体流路が前記セパレータの面方向に沿って設けられている。 In the fuel cell, a fuel gas channel for flowing fuel gas to the anode electrode and an oxidant gas channel for flowing oxidant gas to the cathode electrode are provided in the plane of the separator. Further, between the separators adjacent to each other, a cooling medium flow path for flowing the cooling medium is provided along the surface direction of the separator.

燃料電池では、さらに積層方向に貫通して燃料ガスを流通させる燃料ガス連通孔と、酸化剤ガスを流通させる酸化剤ガス連通孔と、冷却媒体を流通させる冷却媒体連通孔とが設けられた内部マニホールド型燃料電池が採用されている。燃料ガス連通孔（流体連通孔）は、燃料ガス供給連通孔及び燃料ガス排出連通孔を有する。酸化剤ガス連通孔（流体連通孔）は、酸化剤ガス供給連通孔及び酸化剤ガス排出連通孔を有し、冷却媒体連通孔（流体連通孔）は、冷却媒体供給連通孔及び冷却媒体排出連通孔を有している。 The fuel cell further includes a fuel gas communication hole through which fuel gas flows in the stacking direction, an oxidant gas communication hole through which oxidant gas flows, and a cooling medium communication hole through which a cooling medium flows. A manifold type fuel cell is adopted. The fuel gas communication hole (fluid communication hole) has a fuel gas supply communication hole and a fuel gas discharge communication hole. The oxidant gas communication hole (fluid communication hole) has an oxidant gas supply communication hole and an oxidant gas discharge communication hole, and the cooling medium communication hole (fluid communication hole) has a cooling medium supply communication hole and cooling medium discharge communication. It has a hole.

上記の燃料電池では、少なくとも一方のエンドプレートには、各流体連通孔に連なって流体（燃料ガス、酸化剤ガス又は冷却媒体）を供給又は排出する流体マニホールドが設けられている。さらに、流体マニホールドには、流体供給管や流体排出管が接続されている。 In the fuel cell, at least one of the end plates is provided with a fluid manifold that supplies or discharges fluid (fuel gas, oxidant gas, or cooling medium) connected to each fluid communication hole. Furthermore, a fluid supply pipe and a fluid discharge pipe are connected to the fluid manifold.

ところで、燃料電池では、同一の流体連通孔が互いに隣接して複数設けられる場合がある。その際、流体マニホールドは、複数の流体連通孔に一体に連通して設けられている。しかしながら、圧損の上昇や淀み点の発生等により、単一の流体マニホールドから各流体連通孔に流体を均等に供給することが困難になっている。このため、各発電セルへの流体分配性が低下するという問題がある。 By the way, in the fuel cell, the same fluid communication hole may be provided adjacent to each other. At that time, the fluid manifold is provided integrally with the plurality of fluid communication holes. However, due to an increase in pressure loss, generation of stagnation points, etc., it is difficult to uniformly supply fluid from a single fluid manifold to each fluid communication hole. For this reason, there exists a problem that the fluid distribution property to each electric power generation cell falls.

そこで、例えば、特許文献１に開示されている冷媒マニホールドが知られている。この冷媒マニホールドは、複数の冷媒供給用連通孔に連通し、該複数の冷媒供給用連通孔の配列方向に伸びたマニホールド室を有するマニホールド本体を備えている。冷媒マニホールドは、さらにマニホールド室と外部とを連通させるとともに、前記マニホールド室において冷媒の旋回流を発生させるように設けられた外部連通孔を有する外部連通部を備えている。そして、外部連通孔の中心を通る軸線と各冷媒供給用連通孔の中心を通る軸線とは、非平行且つ非垂直であることを特徴としている。 Therefore, for example, a refrigerant manifold disclosed in Patent Document 1 is known. The refrigerant manifold includes a manifold main body that has a manifold chamber that communicates with the plurality of refrigerant supply communication holes and extends in the arrangement direction of the plurality of refrigerant supply communication holes. The refrigerant manifold further includes an external communication portion having an external communication hole provided to communicate the manifold chamber with the outside and generate a swirling flow of the refrigerant in the manifold chamber. The axis passing through the center of the external communication hole and the axis passing through the center of each refrigerant supply communication hole are non-parallel and non-vertical.

従って、外部連通孔からの冷媒は、複数の冷媒供給用連通孔の配列方向に伸びたマニホールド室で旋回流等となった後、各冷媒供給用連通孔に均等に流れ込み易くなる。これにより、複数の冷媒供給用連通孔に連通する各単セルの冷媒流路に、冷媒を均等に分配して供給することができ、燃料電池スタックを効率的に冷却することができる、としている。 Therefore, after the refrigerant from the external communication holes becomes a swirling flow or the like in the manifold chambers extending in the arrangement direction of the plurality of refrigerant supply communication holes, it becomes easy to evenly flow into the respective refrigerant supply communication holes. Accordingly, the refrigerant can be evenly distributed and supplied to the refrigerant flow paths of the single cells communicating with the plurality of refrigerant supply communication holes, and the fuel cell stack can be efficiently cooled. .

特許第４９７１７８１号公報Japanese Patent No. 4971781

本発明は、この種の技術に関連してなされたものであり、簡単且つ経済的な構成で、互いに隣接する複数の流体連通孔に流体を均一且つ円滑に分散させることができ、各燃料電池への前記流体の分配性を向上させることが可能な燃料電池スタックを提供することを目的とする。 The present invention has been made in connection with this kind of technology, and with a simple and economical configuration, the fluid can be uniformly and smoothly dispersed in a plurality of fluid communication holes adjacent to each other. It is an object of the present invention to provide a fuel cell stack capable of improving the fluid distribution property to.

本発明に係る燃料電池スタックは、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池を有し、複数の前記燃料電池が積層される積層体を備えている。積層体には、冷却媒体、燃料ガス又は酸化剤ガスである流体を燃料電池内に流通させる流体連通孔が、前記燃料電池の積層方向に形成されるとともに、前記積層体の積層方向両端にエンドプレートが配設されている。 A fuel cell stack according to the present invention includes a fuel cell that generates power by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas, and includes a stack in which a plurality of the fuel cells are stacked. The laminated body has fluid communication holes through which a fluid, which is a cooling medium, fuel gas, or oxidant gas, flows in the fuel cell, and is formed at both ends of the laminated body in the stacking direction. A plate is provided.

互いに隣接する複数の流体連通孔に一体に連通する流体流路を有する流路部材が、少なくとも一方のエンドプレートに一体又は個別に設けられている。そして、流路部材は、流体流路を流体連通孔に対応して複数の領域に区分する仕切り部を有し、且つ、前記仕切り部は、流体の流入側又は流出側にエンドプレートの厚さ方向に切り欠いてエンドプレートの厚さの範囲内に切り欠き部を設けている。 A flow path member having a fluid flow path that communicates integrally with a plurality of fluid communication holes adjacent to each other is integrally or individually provided on at least one end plate. The flow path member has a partition section that divides the fluid flow path into a plurality of regions corresponding to the fluid communication holes, and the partition section has a thickness of the end plate on the fluid inflow side or the outflow side. A notch is provided in the direction of the thickness of the end plate .

また、この燃料電池スタックでは、仕切り部は、切り欠き部に向かって先細り形状を有する先端部を設けることが好ましい。 Further, in this fuel cell stack, it is preferable that the partition portion is provided with a tip portion having a tapered shape toward the notch portion.

さらに、この燃料電池スタックでは、流体連通孔は、燃料電池に流体を供給する流体供給連通孔であり、前記流体供給連通孔の入口側に流路部材を介装して流体供給マニホールド部材が配置されることが好ましい。 Further, in this fuel cell stack, the fluid communication hole is a fluid supply communication hole that supplies a fluid to the fuel cell, and a fluid supply manifold member is disposed on the inlet side of the fluid supply communication hole with a flow path member interposed therebetween. It is preferred that

本発明によれば、流体流路から区分けされた複数の領域に流体が流通するとともに、仕切り部には、前記流体の流入側又は流出側に切り欠き部が設けられている。このため、圧損の低減が図られるとともに、乱流の発生を抑制することができる。従って、簡単且つ経済的な構成で、互いに隣接する複数の流体連通孔に流体を均一且つ円滑に分散させることができ、各燃料電池への前記流体の分配性を向上させることが可能になる。 According to the present invention, the fluid flows through a plurality of regions separated from the fluid flow path, and the partition portion is provided with a notch on the fluid inflow side or the outflow side. For this reason, pressure loss can be reduced and generation of turbulent flow can be suppressed. Therefore, the fluid can be uniformly and smoothly dispersed in a plurality of fluid communication holes adjacent to each other with a simple and economical configuration, and the fluid can be distributed to each fuel cell.

本発明の第１の実施形態に係る燃料電池スタックの冷却媒体マニホールド部材側の斜視説明図である。It is a perspective explanatory view by the side of a cooling medium manifold member of a fuel cell stack concerning a 1st embodiment of the present invention. 前記燃料電池スタックの一部分解斜視説明図である。It is a partially exploded perspective view of the fuel cell stack. 前記燃料電池スタックを構成する燃料電池の要部分解斜視説明図である。It is a principal part disassembled perspective explanatory drawing of the fuel cell which comprises the said fuel cell stack. 前記燃料電池スタックを構成する第２エンドプレートの一部分解斜視図である。It is a partial exploded perspective view of the 2nd end plate which constitutes the fuel cell stack. 前記燃料電池スタックの、図１中、Ｖ−Ｖ線断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of the fuel cell stack taken along line VV in FIG. 1. 前記燃料電池スタックを構成する冷却媒体供給マニホールド部材と絶縁プレートとの一方の側からの分解斜視説明図である。It is a disassembled perspective explanatory drawing from the one side of the cooling-medium supply manifold member and insulating plate which comprise the said fuel cell stack. 本発明の第２の実施形態に係る燃料電池スタックの要部断面説明図である。It is principal part cross-sectional explanatory drawing of the fuel cell stack which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態に係る燃料電池スタックの要部断面説明図である。It is principal part cross-sectional explanatory drawing of the fuel cell stack concerning the 3rd Embodiment of this invention.

図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池スタック１０は、例えば、図示しない燃料電池電気自動車に搭載される。燃料電池スタック１０は、複数の燃料電池１２が電極面を立位姿勢にして水平方向（矢印Ｂ方向）に積層された積層体１２ａｓを備える。なお、複数の燃料電池１２を重力方向に積層して積層体１２ａｓを構成してもよい。 As shown in FIGS. 1 and 2, the fuel cell stack 10 according to the first embodiment of the present invention is mounted, for example, on a fuel cell electric vehicle (not shown). The fuel cell stack 10 includes a stacked body 12as in which a plurality of fuel cells 12 are stacked in a horizontal direction (arrow B direction) with an electrode surface in an upright posture. A plurality of fuel cells 12 may be stacked in the direction of gravity to form a stacked body 12as.

図２に示すように、燃料電池１２の積層方向一端（積層体１２ａｓの一端）には、第１ターミナルプレート１４ａ、第１絶縁プレート１６ａ及び第１エンドプレート１８ａが、外方に向かって、順次、配設される。燃料電池１２の積層方向他端（積層体１２ａｓの他端）には、第２ターミナルプレート１４ｂ、第２絶縁プレート１６ｂ及び第２エンドプレート１８ｂが、外方に向かって、順次、配設される。 As shown in FIG. 2, a first terminal plate 14a, a first insulating plate 16a, and a first end plate 18a are sequentially provided outward at one end in the stacking direction of the fuel cell 12 (one end of the stacked body 12as). Arranged. At the other end in the stacking direction of the fuel cell 12 (the other end of the stacked body 12as), a second terminal plate 14b, a second insulating plate 16b, and a second end plate 18b are sequentially disposed outward. .

横長形状（長方形状）の第１エンドプレート１８ａの略中央部（中央部から偏心していてもよい）からは、第１ターミナルプレート１４ａに接続された第１電力出力端子２０ａが外方に向かって延在する。横長形状（長方形状）の第２エンドプレート１８ｂの略中央部からは、第２ターミナルプレート１４ｂに接続された第２電力出力端子２０ｂが外方に向かって延在する。 The first power output terminal 20a connected to the first terminal plate 14a faces outward from a substantially central portion (which may be eccentric from the central portion) of the horizontally long (rectangular) first end plate 18a. Extend. A second power output terminal 20b connected to the second terminal plate 14b extends outward from a substantially central portion of the horizontally long (rectangular) second end plate 18b.

第１エンドプレート１８ａと第２エンドプレート１８ｂとの各辺間には、それぞれ各辺の略中央位置に対応して一定の長さを有する連結バー２２が配置される。連結バー２２の両端は、ねじ２４により固定され、積層体１２ａｓに積層方向（矢印Ｂ方向）の締め付け荷重を付与する。 Between each side of the first end plate 18a and the second end plate 18b, a connecting bar 22 having a certain length corresponding to the substantially central position of each side is arranged. Both ends of the connecting bar 22 are fixed by screws 24, and a tightening load in the stacking direction (arrow B direction) is applied to the stacked body 12as.

燃料電池スタック１０は、必要に応じてケーシング２６を備える。ケーシング２６は、車幅方向（矢印Ｂ方向）両端の２辺（面）が第１エンドプレート１８ａ及び第２エンドプレート１８ｂにより構成される。ケーシング２６の車長方向（矢印Ａ方向）両端の２辺（面）は、横長プレート形状の前方サイドパネル２８ａ及び後方サイドパネル２８ｂにより構成される。ケーシング２６の車高方向（矢印Ｃ方向）両端の２辺（面）は、上方サイドパネル３０ａ及び下方サイドパネル３０ｂにより構成される。上方サイドパネル３０ａ及び下方サイドパネル３０ｂは、横長プレート形状を有する。 The fuel cell stack 10 includes a casing 26 as necessary. The casing 26 includes a first end plate 18a and a second end plate 18b at two sides (surfaces) at both ends in the vehicle width direction (arrow B direction). Two sides (surfaces) at both ends of the casing 26 in the vehicle length direction (arrow A direction) are constituted by a horizontally long plate-shaped front side panel 28a and rear side panel 28b. Two sides (surfaces) at both ends of the casing 26 in the vehicle height direction (arrow C direction) are constituted by an upper side panel 30a and a lower side panel 30b. The upper side panel 30a and the lower side panel 30b have a horizontally long plate shape.

第１エンドプレート１８ａ及び第２エンドプレート１８ｂには、各辺にねじ穴３２が設けられる。前方サイドパネル２８ａ、後方サイドパネル２８ｂ、上方サイドパネル３０ａ及び下方サイドパネル３０ｂには、各ねじ穴３２に対向して孔部３４が形成される。各孔部３４に挿入されるねじ３６は、各ねじ穴３２に螺合することにより、ケーシング２６が一体に固定される。 The first end plate 18a and the second end plate 18b are provided with screw holes 32 on each side. Hole portions 34 are formed in the front side panel 28a, the rear side panel 28b, the upper side panel 30a, and the lower side panel 30b so as to face the screw holes 32. The screws 36 inserted into the holes 34 are screwed into the screw holes 32, so that the casing 26 is fixed integrally.

図３に示すように、燃料電池１２は、電解質膜・電極構造体４０と、前記電解質膜・電極構造体４０を挟持する第１金属セパレータ（カソード側セパレータ）４２及び第２金属セパレータ（アノード側セパレータ）４４とを備える。 As shown in FIG. 3, the fuel cell 12 includes an electrolyte membrane / electrode structure 40, a first metal separator (cathode side separator) 42 and a second metal separator (anode side) that sandwich the electrolyte membrane / electrode structure 40. Separator) 44.

第１金属セパレータ４２及び第２金属セパレータ４４は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属板により構成される。第１金属セパレータ４２及び第２金属セパレータ４４は、平面が矩形状を有するとともに、金属製薄板を波形状にプレス加工することにより、断面凹凸形状に成形される。なお、第１金属セパレータ４２及び第２金属セパレータ４４に代えて、例えば、カーボンセパレータを使用してもよい。 The first metal separator 42 and the second metal separator 44 are made of, for example, a steel plate, a stainless steel plate, an aluminum plate, a plated steel plate, or a metal plate that has been subjected to a surface treatment for anticorrosion. The first metal separator 42 and the second metal separator 44 have a rectangular planar shape, and are formed into a concavo-convex shape by pressing a metal thin plate into a wave shape. Instead of the first metal separator 42 and the second metal separator 44, for example, a carbon separator may be used.

第１金属セパレータ４２及び第２金属セパレータ４４は、横長形状を有するとともに、長辺が水平方向（矢印Ａ方向）に延在し且つ短辺が重力方向（矢印Ｃ方向）に延在するように構成される。なお、短辺が水平方向に延在し且つ長辺が重力方向に延在するように構成してもよい。 The first metal separator 42 and the second metal separator 44 have a horizontally long shape, and have long sides extending in the horizontal direction (arrow A direction) and short sides extending in the direction of gravity (arrow C direction). Composed. In addition, you may comprise so that a short side may extend in a horizontal direction and a long side may extend in a gravitational direction.

燃料電池１２の長辺方向（矢印Ａ方向）の一端縁部には、矢印Ｂ方向に互いに連通して、酸化剤ガス供給連通孔４６ａ及び燃料ガス供給連通孔４８ａが設けられる。酸化剤ガス供給連通孔４６ａは、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給する一方、燃料ガス供給連通孔４８ａは、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを供給する。 An oxidant gas supply communication hole 46a and a fuel gas supply communication hole 48a are provided at one end edge of the long side direction (arrow A direction) of the fuel cell 12 so as to communicate with each other in the arrow B direction. The oxidant gas supply communication hole 46a supplies an oxidant gas, for example, an oxygen-containing gas, while the fuel gas supply communication hole 48a supplies a fuel gas, for example, a hydrogen-containing gas.

燃料電池１２の長辺方向の他端縁部には、矢印Ｂ方向に互いに連通して、燃料ガスを排出するための燃料ガス排出連通孔４８ｂと、酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス排出連通孔４６ｂとが設けられる。 The other end edge in the long side direction of the fuel cell 12 communicates with each other in the arrow B direction, and a fuel gas discharge communication hole 48b for discharging the fuel gas, and an oxidant gas for discharging the oxidant gas. A discharge communication hole 46b is provided.

燃料電池１２の短辺方向（矢印Ｃ方向）の両端縁部一方側（水平方向一端側）には、すなわち、酸化剤ガス供給連通孔４６ａ及び燃料ガス供給連通孔４８ａ側には、２組の冷却媒体供給連通孔５０ａが設けられる。２組の冷却媒体供給連通孔５０ａは、冷却媒体を供給するために、矢印Ｂ方向にそれぞれ連通しており、対向する辺に上下に設けられる。 Two sets of two ends of the fuel cell 12 in the short side direction (arrow C direction) (one side in the horizontal direction), that is, on the side of the oxidant gas supply communication hole 46a and the fuel gas supply communication hole 48a A cooling medium supply communication hole 50a is provided. The two sets of cooling medium supply communication holes 50a communicate with each other in the direction of arrow B in order to supply the cooling medium, and are provided vertically on opposite sides.

燃料電池１２の上方側の冷却媒体供給連通孔５０ａは、隔壁部５１ａを介して水平方向に互いに隣接して２分割され、それぞれ独立して冷却媒体を流通させる。燃料電池１２の下方側の冷却媒体供給連通孔５０ａは、隔壁部５１ａを介して水平方向に互いに隣接して２分割され、それぞれ独立して冷却媒体を流通させる。 The coolant supply passage 50a on the upper side of the fuel cell 12 is divided into two adjacent to each other in the horizontal direction via the partition wall 51a, and allows the coolant to flow independently. The coolant supply passage 50a on the lower side of the fuel cell 12 is divided into two adjacent to each other in the horizontal direction via the partition wall 51a, and the coolant is circulated independently of each other.

燃料電池１２の短辺方向の両端縁部他方側（水平方向他端側）には、すなわち、燃料ガス排出連通孔４８ｂ及び酸化剤ガス排出連通孔４６ｂ側には、２組の冷却媒体排出連通孔５０ｂが設けられる。２組の冷却媒体排出連通孔５０ｂは、冷却媒体を排出するために、矢印Ｂ方向にそれぞれ連通しており、対向する辺に上下に設けられる。各冷却媒体排出連通孔５０ｂは、隔壁部５１ｂを介して水平方向に互いに隣接して２分割され、それぞれ独立して冷却媒体を流通させる。 Two sets of cooling medium discharge communication are provided on the other side (the other end in the horizontal direction) of both ends in the short side direction of the fuel cell 12, that is, on the fuel gas discharge communication hole 48b and the oxidant gas discharge communication hole 46b side. A hole 50b is provided. The two sets of cooling medium discharge communication holes 50b communicate with each other in the direction of arrow B in order to discharge the cooling medium, and are provided vertically on opposite sides. Each cooling medium discharge communication hole 50b is divided into two adjacent to each other in the horizontal direction via the partition wall 51b, and allows the cooling medium to flow independently.

電解質膜・電極構造体４０は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜５２と、前記固体高分子電解質膜５２を挟持するカソード電極５４及びアノード電極５６とを備える。 The electrolyte membrane / electrode structure 40 includes, for example, a solid polymer electrolyte membrane 52 in which a perfluorosulfonic acid thin film is impregnated with water, and a cathode electrode 54 and an anode electrode 56 that sandwich the solid polymer electrolyte membrane 52. Prepare.

カソード電極５４及びアノード電極５６は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層（図示せず）を有する。白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子は、ガス拡散層の表面に一様に塗布されることにより、電極触媒層（図示せず）が形成される。電極触媒層は、固体高分子電解質膜５２の両面に形成される。 The cathode electrode 54 and the anode electrode 56 have a gas diffusion layer (not shown) made of carbon paper or the like. The porous carbon particles carrying the platinum alloy on the surface are uniformly applied to the surface of the gas diffusion layer, thereby forming an electrode catalyst layer (not shown). The electrode catalyst layers are formed on both surfaces of the solid polymer electrolyte membrane 52.

第１金属セパレータ４２の電解質膜・電極構造体４０に向かう面４２ａには、酸化剤ガス供給連通孔４６ａと酸化剤ガス排出連通孔４６ｂとを連通する酸化剤ガス流路５８が形成される。酸化剤ガス流路５８は、矢印Ａ方向に延在する複数本の波状流路溝（又は直線状流路溝）により形成される。 An oxidant gas flow path 58 that connects the oxidant gas supply communication hole 46 a and the oxidant gas discharge communication hole 46 b is formed on the surface 42 a of the first metal separator 42 facing the electrolyte membrane / electrode structure 40. The oxidant gas channel 58 is formed by a plurality of wavy channel grooves (or linear channel grooves) extending in the direction of arrow A.

第２金属セパレータ４４の電解質膜・電極構造体４０に向かう面４４ａには、燃料ガス供給連通孔４８ａと燃料ガス排出連通孔４８ｂとを連通する燃料ガス流路６０が形成される。燃料ガス流路６０は、矢印Ａ方向に延在する複数本の波状流路溝（又は直線状流路溝）により形成される。 A fuel gas flow path 60 that connects the fuel gas supply communication hole 48 a and the fuel gas discharge communication hole 48 b is formed on the surface 44 a of the second metal separator 44 facing the electrolyte membrane / electrode structure 40. The fuel gas channel 60 is formed by a plurality of wavy channel grooves (or linear channel grooves) extending in the direction of arrow A.

第２金属セパレータ４４の面４４ｂと隣接する第１金属セパレータ４２の面４２ｂとの間には、冷却媒体供給連通孔５０ａ、５０ａと冷却媒体排出連通孔５０ｂ、５０ｂとに連通する冷却媒体流路６２が形成される。冷却媒体流路６２は、水平方向に延在しており、電解質膜・電極構造体４０の電極範囲にわたって冷却媒体を流通させる。 Between the surface 44b of the second metal separator 44 and the surface 42b of the adjacent first metal separator 42, a cooling medium flow path communicating with the cooling medium supply communication holes 50a, 50a and the cooling medium discharge communication holes 50b, 50b. 62 is formed. The cooling medium flow path 62 extends in the horizontal direction and allows the cooling medium to flow over the electrode range of the electrolyte membrane / electrode structure 40.

第１金属セパレータ４２の面４２ａ、４２ｂには、この第１金属セパレータ４２の外周端縁部を周回して第１シール部材６４が一体成形される。第２金属セパレータ４４の面４４ａ、４４ｂには、この第２金属セパレータ４４の外周端縁部を周回して第２シール部材６６が一体成形される。 A first seal member 64 is integrally formed on the surfaces 42 a and 42 b of the first metal separator 42 around the outer peripheral edge of the first metal separator 42. A second seal member 66 is integrally formed on the surfaces 44 a and 44 b of the second metal separator 44 around the outer peripheral edge of the second metal separator 44.

第１シール部材６４及び第２シール部材６６としては、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材等の弾性を有するシール部材が用いられる。 As the first seal member 64 and the second seal member 66, for example, EPDM, NBR, fluorine rubber, silicone rubber, fluorosilicone rubber, butyl rubber, natural rubber, styrene rubber, chloroprene or acrylic rubber or the like, cushion material Alternatively, an elastic seal member such as a packing material is used.

図２に示すように、第１エンドプレート１８ａには、例えば、電気絶縁性樹脂からなる酸化剤ガス供給マニホールド部材６８ａ、酸化剤ガス排出マニホールド部材６８ｂ、燃料ガス供給マニホールド部材７０ａ及び燃料ガス排出マニホールド部材７０ｂが取り付けられる。酸化剤ガス供給マニホールド部材（流体供給マニホールド部材）６８ａ及び酸化剤ガス排出マニホールド部材６８ｂは、酸化剤ガス供給連通孔４６ａ及び酸化剤ガス排出連通孔４６ｂに連通する。燃料ガス供給マニホールド部材（流体供給マニホールド部材）７０ａ及び燃料ガス排出マニホールド部材７０ｂは、燃料ガス供給連通孔４８ａ及び燃料ガス排出連通孔４８ｂに連通する。 As shown in FIG. 2, the first end plate 18a includes, for example, an oxidant gas supply manifold member 68a made of an electrically insulating resin, an oxidant gas discharge manifold member 68b, a fuel gas supply manifold member 70a, and a fuel gas discharge manifold. The member 70b is attached. The oxidant gas supply manifold member (fluid supply manifold member) 68a and the oxidant gas discharge manifold member 68b communicate with the oxidant gas supply communication hole 46a and the oxidant gas discharge communication hole 46b. The fuel gas supply manifold member (fluid supply manifold member) 70a and the fuel gas discharge manifold member 70b communicate with the fuel gas supply communication hole 48a and the fuel gas discharge communication hole 48b.

図１に示すように、第２エンドプレート（一方のエンドプレート）１８ｂには、一対の冷却媒体供給連通孔５０ａに連通する射出成形された電気絶縁性樹脂製の冷却媒体供給マニホールド部材（流体供給マニホールド部材）７２ａがねじにより結合される。第２エンドプレート１８ｂには、一対の冷却媒体排出連通孔５０ｂに連通する射出成形された電気絶縁性樹脂製の冷却媒体排出マニホールド部材７２ｂがねじにより結合される。 As shown in FIG. 1, the second end plate (one end plate) 18b has a coolant supply manifold member (fluid supply) made of an injection-molded electrically insulating resin that communicates with the pair of coolant supply passages 50a. Manifold member) 72a is coupled by screws. A cooling medium discharge manifold member 72b made of injection-molded electrically insulating resin that communicates with the pair of cooling medium discharge communication holes 50b is coupled to the second end plate 18b by screws.

第２エンドプレート１８ｂを積層体１２ａｓから見た図４に示すように、第２エンドプレート１８ｂには、互いに隣接する一対の冷却媒体供給連通孔５０ａに連通する開口部７４ａと、互いに隣接する一対の冷却媒体排出連通孔５０ｂに連通する開口部７４ｂとが形成される。開口部７４ａ、７４ｂは、それぞれ上下に一対設けられる。開口部７４ａは、第２エンドプレート１８ｂの積層体１２ａｓ側の内面１８ｂｓに形成された拡開部７６ａに連通する。開口部７４ａには、内面１８ｂｓ側から流路部材７８ａがねじ８０ａを介して固定される。 As shown in FIG. 4 when the second end plate 18b is viewed from the laminated body 12as, the second end plate 18b has an opening 74a communicating with a pair of cooling medium supply communication holes 50a adjacent to each other and a pair adjacent to each other. And an opening 74b communicating with the cooling medium discharge communication hole 50b. A pair of openings 74a and 74b are provided on the top and bottom, respectively. The opening 74a communicates with an expanded portion 76a formed on the inner surface 18bs on the stacked body 12as side of the second end plate 18b. A channel member 78a is fixed to the opening 74a from the inner surface 18bs side via a screw 80a.

流路部材７８ａは、拡開部７６ａに配置されるフランジ部８２ａを有し、前記フランジ部８２ａに挿入されるねじ８０ａを介して第２エンドプレート１８ｂに固定される。流路部材７８ａは、開口部７４ａに嵌合する筒状部８４ａを有し、前記筒状部８４ａに冷却媒体入口流路（流体流路）８６ａが貫通形成される。 The flow path member 78a has a flange portion 82a disposed in the expanded portion 76a, and is fixed to the second end plate 18b via a screw 80a inserted into the flange portion 82a. The flow path member 78a has a cylindrical portion 84a fitted into the opening 74a, and a cooling medium inlet flow path (fluid flow path) 86a is formed through the cylindrical portion 84a.

なお、拡開部７６ａを、第２エンドプレート１８ｂの内面１８ｂｓとは反対の外面側に形成し、流路部材７８ａを前記第２エンドプレート１８ｂの外方から取り付けてもよい。また、流路部材７８ａは、第２エンドプレート１８ｂと一体に構成してもよい。 The expanding portion 76a may be formed on the outer surface opposite to the inner surface 18bs of the second end plate 18b, and the flow path member 78a may be attached from the outer side of the second end plate 18b. Further, the flow path member 78a may be configured integrally with the second end plate 18b.

図１及び図５に示すように、流路部材７８ａは、冷却媒体入口流路８６ａを冷却媒体供給連通孔５０ａに対応して複数、例えば、２つの領域に区分する仕切り部８８ａを有する。仕切り部８８ａは、隔壁部５１ａに隙間なく連続して設けられるとともに、冷却媒体の流入側（冷却媒体供給マニホールド部材７２ａ側）に先端部分を第２エンドプレート１８ｂの厚さ方向に切り欠いて切り欠き部９０ａを設ける。仕切り部８８ａは、切り欠き部９０ａに向かって先細り形状の先端部８８ａｓを有する。 As shown in FIGS. 1 and 5, the flow path member 78a has a partition portion 88a that divides the cooling medium inlet flow path 86a into a plurality of, for example, two regions corresponding to the cooling medium supply communication holes 50a. The partition portion 88a is continuously provided in the partition wall portion 51a without a gap, and the front end portion is notched in the thickness direction of the second end plate 18b on the cooling medium inflow side (cooling medium supply manifold member 72a side). A notch 90a is provided. The partition part 88a has the front-end | tip part 88as tapered toward the notch part 90a.

冷却媒体排出連通孔５０ｂに連通する一対の開口部７４ｂには、流路部材７８ｂが固定される。流路部材７８ｂは、上記の流路部材７８ａと同様に構成されており、同一の構成要素には、同一の参照数字にａに代えてｂを付し、その詳細な説明は省略する。 A channel member 78b is fixed to the pair of openings 74b communicating with the cooling medium discharge communication hole 50b. The flow path member 78b is configured in the same manner as the flow path member 78a described above, and the same reference numerals are denoted by b instead of a and the detailed description thereof is omitted.

図１及び図６に示すように、冷却媒体供給マニホールド部材７２ａは、電気絶縁性樹脂等からなる絶縁プレート９４ａを介装してねじ９５により第２エンドプレート１８ｂに固定される。絶縁プレート９４ａは、略平板状を有し、上方の２分割された冷却媒体入口流路８６ａに一体に連通する冷却媒体入口９６ａと、下方の２分割された冷却媒体入口流路８６ａに一体に連通する冷却媒体入口９６ａとを有する。 As shown in FIGS. 1 and 6, the cooling medium supply manifold member 72a is fixed to the second end plate 18b by screws 95 with an insulating plate 94a made of an electrically insulating resin or the like interposed therebetween. The insulating plate 94a has a substantially flat plate shape, and is integrally formed with a cooling medium inlet 96a integrally communicating with the upper two divided cooling medium inlet channels 86a and a lower divided two cooling medium inlet channels 86a. And a cooling medium inlet 96a communicating therewith.

冷却媒体供給マニホールド部材７２ａは、内部空間７２ａｃを周回するフランジ部９８ａを有する。フランジ部９８ａと絶縁プレート９４ａとがねじ９７を介してねじ止めされることにより、冷却媒体供給マニホールド部材７２ａが前記絶縁プレート９４ａに固定される。 The cooling medium supply manifold member 72a has a flange portion 98a that goes around the internal space 72ac. The flange 98a and the insulating plate 94a are screwed through the screws 97, whereby the cooling medium supply manifold member 72a is fixed to the insulating plate 94a.

冷却媒体供給マニホールド部材７２ａには、矢印Ｃ方向の中間位置（冷却媒体流路６２の流路幅方向中央部）に冷却媒体供給口である入口管路部１００ａが、水平方向に向かって又は水平方向から傾斜して設けられる。 The cooling medium supply manifold member 72a has an inlet pipe portion 100a that is a cooling medium supply port at an intermediate position in the direction of arrow C (the central portion in the flow width direction of the cooling medium flow channel 62), either horizontally or horizontally. Inclined from the direction.

図１に示すように、冷却媒体排出マニホールド部材７２ｂは、電気絶縁性樹脂等からなる絶縁プレート９４ｂを介装して第２エンドプレート１８ｂに固定される。なお、冷却媒体供給マニホールド部材７２ａと同一の構成要素には、同一の参照数字にａに代えてｂを付し、その詳細な説明は省略する。冷却媒体排出マニホールド部材７２ｂには、矢印Ｃ方向の中間位置に、冷却媒体排出口である出口管路部１００ｂが、水平方向に向かって又は水平方向から傾斜して設けられる。 As shown in FIG. 1, the cooling medium discharge manifold member 72b is fixed to the second end plate 18b via an insulating plate 94b made of an electrically insulating resin or the like. Note that the same reference numerals as those in the cooling medium supply manifold member 72a are denoted by b instead of a, and detailed description thereof is omitted. The cooling medium discharge manifold member 72b is provided with an outlet pipe portion 100b, which is a cooling medium discharge port, at an intermediate position in the direction of arrow C toward the horizontal direction or inclined from the horizontal direction.

このように構成される燃料電池スタック１０の動作について、以下に説明する。 The operation of the fuel cell stack 10 configured as described above will be described below.

先ず、図２に示すように、第１エンドプレート１８ａの酸化剤ガス供給マニホールド部材６８ａから酸化剤ガス供給連通孔４６ａには、酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給される。第１エンドプレート１８ａの燃料ガス供給マニホールド部材７０ａから燃料ガス供給連通孔４８ａには、水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。 First, as shown in FIG. 2, an oxidant gas such as an oxygen-containing gas is supplied from the oxidant gas supply manifold member 68a of the first end plate 18a to the oxidant gas supply communication hole 46a. A fuel gas such as a hydrogen-containing gas is supplied from the fuel gas supply manifold member 70a of the first end plate 18a to the fuel gas supply communication hole 48a.

さらに、図１に示すように、第２エンドプレート１８ｂでは、冷却媒体供給マニホールド部材７２ａの入口管路部１００ａから内部空間７２ａｃには、純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体が供給される。冷却媒体は、内部空間７２ａｃの上下に連通する一対の冷却媒体入口流路８６ａに分配された後、上下それぞれ一対の冷却媒体供給連通孔５０ａに供給される。 Further, as shown in FIG. 1, in the second end plate 18b, a cooling medium such as pure water, ethylene glycol, or oil is supplied from the inlet pipe portion 100a of the cooling medium supply manifold member 72a to the internal space 72ac. . The cooling medium is distributed to a pair of cooling medium inlet channels 86a communicating with the upper and lower sides of the internal space 72ac, and then supplied to the pair of cooling medium supply communication holes 50a.

このため、図３に示すように、酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給連通孔４６ａから第１金属セパレータ４２の酸化剤ガス流路５８に導入される。酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路５８に沿って矢印Ａ方向に移動し、電解質膜・電極構造体４０のカソード電極５４に供給される。 Therefore, as shown in FIG. 3, the oxidant gas is introduced into the oxidant gas flow path 58 of the first metal separator 42 from the oxidant gas supply communication hole 46a. The oxidant gas moves in the direction of arrow A along the oxidant gas flow path 58 and is supplied to the cathode electrode 54 of the electrolyte membrane / electrode structure 40.

一方、燃料ガスは、燃料ガス供給連通孔４８ａから第２金属セパレータ４４の燃料ガス流路６０に供給される。燃料ガスは、燃料ガス流路６０に沿って矢印Ａ方向に移動し、電解質膜・電極構造体４０のアノード電極５６に供給される。 On the other hand, the fuel gas is supplied to the fuel gas channel 60 of the second metal separator 44 from the fuel gas supply communication hole 48a. The fuel gas moves in the direction of arrow A along the fuel gas flow path 60 and is supplied to the anode electrode 56 of the electrolyte membrane / electrode structure 40.

従って、電解質膜・電極構造体４０では、カソード電極５４に供給される酸化剤ガスと、アノード電極５６に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費されて発電が行われる。 Therefore, in the electrolyte membrane / electrode structure 40, the oxidizing gas supplied to the cathode electrode 54 and the fuel gas supplied to the anode electrode 56 are consumed by an electrochemical reaction in the electrode catalyst layer to generate power. Is called.

次いで、電解質膜・電極構造体４０のカソード電極５４に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス排出連通孔４６ｂに沿って矢印Ｂ方向に排出される。一方、電解質膜・電極構造体４０のアノード電極５６に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス排出連通孔４８ｂに沿って矢印Ｂ方向に排出される。 Next, the oxidant gas consumed by being supplied to the cathode electrode 54 of the electrolyte membrane / electrode structure 40 is discharged in the direction of arrow B along the oxidant gas discharge communication hole 46b. On the other hand, the fuel gas supplied to and consumed by the anode electrode 56 of the electrolyte membrane / electrode structure 40 is discharged in the direction of arrow B along the fuel gas discharge communication hole 48b.

また、上下それぞれ一対の冷却媒体供給連通孔５０ａに供給された冷却媒体は、第１金属セパレータ４２及び第２金属セパレータ４４間の冷却媒体流路６２に導入される。冷却媒体は、一旦矢印Ｃ方向内方（互いに近接する方向）に沿って流動した後、矢印Ａ方向に移動して電解質膜・電極構造体４０を冷却する。冷却媒体は、矢印Ｃ方向外方（互いに離間する方向）に移動した後、上下それぞれ一対の冷却媒体排出連通孔５０ｂに沿って矢印Ｂ方向に排出される。 Further, the cooling medium supplied to the pair of upper and lower cooling medium supply communication holes 50 a is introduced into the cooling medium flow path 62 between the first metal separator 42 and the second metal separator 44. The cooling medium once flows in the direction indicated by the arrow C (direction close to each other) and then moves in the direction indicated by the arrow A to cool the electrolyte membrane / electrode structure 40. The cooling medium moves outward in the direction of arrow C (in a direction away from each other), and is then discharged in the direction of arrow B along the pair of upper and lower cooling medium discharge communication holes 50b.

図１に示すように、冷却媒体は、上下それぞれ一対の冷却媒体排出連通孔５０ｂから一対の冷却媒体入口流路８６ａを通って冷却媒体排出マニホールド部材７２ｂの内部空間７２ｂｃに排出される。冷却媒体は、内部空間７２ｂｃの中央側に流通した後、出口管路部１００ｂから外部に排出される。 As shown in FIG. 1, the cooling medium is discharged from the upper and lower pair of cooling medium discharge communication holes 50b to the internal space 72bc of the cooling medium discharge manifold member 72b through the pair of cooling medium inlet channels 86a. The cooling medium flows to the center side of the internal space 72bc, and is then discharged to the outside from the outlet pipe portion 100b.

この場合、第１の実施形態では、図１及び図５に示すように、流路部材７８ａは、冷却媒体入口流路８６ａを、例えば、２つの領域に区分する仕切り部８８ａを有している。そして、仕切り部８８ａは、冷却媒体の流入側（冷却媒体供給マニホールド部材７２ａ側）に先端部分を第２エンドプレート１８ｂの厚さ方向に切り欠いて切り欠き部９０ａを設けている。 In this case, in the first embodiment, as shown in FIGS. 1 and 5, the flow path member 78a has a partition portion 88a that divides the cooling medium inlet flow path 86a into, for example, two regions. . The partition portion 88a is provided with a notch 90a by notching the tip portion in the thickness direction of the second end plate 18b on the cooling medium inflow side (cooling medium supply manifold member 72a side).

このため、図５に示すように、冷却媒体供給マニホールド部材７２ａの内部空間７２ａｃを通って流路部材７８ａの冷却媒体入口流路８６ａに供給された冷却媒体は、切り欠き部９０ａに導入された後、仕切り部８８ａにより分流されている。従って、内部空間７２ａｃから冷却媒体入口流路８６ａに導入された冷却媒体は、圧損の低減が容易に図られるとともに、乱流や淀み点の発生を抑制することができる。 Therefore, as shown in FIG. 5, the cooling medium supplied to the cooling medium inlet flow path 86a of the flow path member 78a through the internal space 72ac of the cooling medium supply manifold member 72a has been introduced into the notch 90a. Thereafter, the flow is divided by the partition portion 88a. Therefore, the cooling medium introduced from the internal space 72ac into the cooling medium inlet channel 86a can easily reduce the pressure loss and suppress the occurrence of turbulence and stagnation points.

しかも、仕切り部８８ａは、切り欠き部９０ａに向かって先細り形状の先端部８８ａｓを有している。これにより、圧損が可及的に抑制され、各冷却媒体供給連通孔５０ａに対する冷却媒体の分配性が一層向上する。このため、簡単且つ経済的な構成で、互いに隣接する２つの冷却媒体供給連通孔５０ａに冷却媒体を均一且つ円滑に分散させて各燃料電池１２に供給することが可能になるという効果が得られる。 And the partition part 88a has the front-end | tip part 88as tapered toward the notch part 90a. Thereby, pressure loss is suppressed as much as possible, and the distribution of the cooling medium to each cooling medium supply communication hole 50a is further improved. For this reason, it is possible to obtain an effect that the cooling medium can be uniformly and smoothly dispersed in the two adjacent cooling medium supply communication holes 50a and supplied to each fuel cell 12 with a simple and economical configuration. .

また、冷却媒体排出連通孔５０ｂには、流路部材７８ｂが設けられている。従って、冷却媒体排出連通孔５０ｂから冷却媒体排出マニホールド部材７２ｂに排出される冷却媒体は、圧損が低減されるとともに、円滑に流通することができるという利点がある。 The cooling medium discharge communication hole 50b is provided with a flow path member 78b. Therefore, the cooling medium discharged from the cooling medium discharge communication hole 50b to the cooling medium discharge manifold member 72b has an advantage that the pressure loss is reduced and can smoothly flow.

図７に示すように、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池スタック１１０は、流路部材１１２を備える。なお、第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、以下に説明する第３の実施形態においても同様に、その詳細な説明は省略する。 As shown in FIG. 7, the fuel cell stack 110 according to the second embodiment of the present invention includes a flow path member 112. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Similarly, in the third embodiment described below, detailed description thereof is omitted.

流路部材１１２は、冷却媒体入口流路８６ａを複数、例えば、２つの領域に区分する仕切り部１１４を有する。仕切り部１１４は、冷却媒体の流出側（冷却媒体供給マニホールド部材７２ａとは反対側）に第２エンドプレート１８ｂの厚さ方向に切り欠いて切り欠き部１１６を設ける。切り欠き部１１６により、仕切り部１１４と隔壁部５１ａとが離間する。すなわち、仕切り部１１４と隔壁部５１ａの先端の間に隙間が形成される。なお、隔壁部５１ａの先端は、図７に破線で示すようにＲ形状にしてもよい。仕切り部１１４は、切り欠き部１１６に向かって先細り形状の先端部１１４ｓを有する。 The channel member 112 includes a partition 114 that divides the cooling medium inlet channel 86a into a plurality of, for example, two regions. The partition 114 is notched in the thickness direction of the second end plate 18b on the outflow side of the cooling medium (the side opposite to the cooling medium supply manifold member 72a) to provide a notch 116. The partition 114 and the partition wall 51a are separated by the notch 116. That is, a gap is formed between the partition 114 and the tip of the partition wall 51a. In addition, you may make the front-end | tip of the partition part 51a into R shape as shown with a broken line in FIG. The partition 114 has a tip end 114 s that is tapered toward the notch 116.

このように構成される第２の実施形態では、冷却媒体供給マニホールド部材７２ａの内部空間７２ａｃを通って流路部材１１２の冷却媒体入口流路８６ａに供給された冷却媒体は、仕切り部１１４により分流されている。そして、冷却媒体の一部は、仕切り部１１４と隔壁部５１ａとの間に形成された切り欠き部１１６に導入されるとともに、互いに隣接する２つの冷却媒体供給連通孔５０ａに分散供給されている。 In the second embodiment configured as described above, the cooling medium supplied to the cooling medium inlet flow path 86a of the flow path member 112 through the internal space 72ac of the cooling medium supply manifold member 72a is divided by the partition 114. Has been. A part of the cooling medium is introduced into a notch 116 formed between the partition 114 and the partition wall 51a, and is distributed and supplied to two cooling medium supply communication holes 50a adjacent to each other. .

従って、内部空間７２ａｃから互いに隣接する２つの冷却媒体供給連通孔５０ａに分散供給された冷却媒体は、圧損の低減が容易に図られるとともに、乱流や淀み点の発生を抑制することができる。しかも、仕切り部１１４は、切り欠き部１１６に向かって先細り形状の先端部１１４ｓを有している。これにより、圧損が可及的に抑制され、各冷却媒体供給連通孔５０ａに対する冷却媒体の分配性が向上する等、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。 Therefore, the cooling medium dispersedly supplied from the internal space 72ac to the two cooling medium supply communication holes 50a adjacent to each other can easily reduce the pressure loss, and can suppress the occurrence of turbulence and stagnation points. Moreover, the partition portion 114 has a tip portion 114 s that is tapered toward the notch portion 116. Thereby, the pressure loss is suppressed as much as possible, and the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained, such as improving the distribution of the cooling medium to each cooling medium supply communication hole 50a.

図８は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池スタック１２０の要部断面説明図である。 FIG. 8 is an explanatory cross-sectional view of a main part of a fuel cell stack 120 according to the third embodiment of the present invention.

燃料電池スタック１２０では、互いに隣接する３つの冷却媒体供給連通孔５０ａａが、２つの隔壁部５１ａａを介して分割形成される。燃料電池スタック１２０は、流路部材１２２を備える。流路部材１２２は、冷却媒体入口流路８６ａａを複数、例えば、３つの領域に区分する２つの仕切り部１２４を有する。 In the fuel cell stack 120, three cooling medium supply communication holes 50aa adjacent to each other are divided and formed via two partition walls 51aa. The fuel cell stack 120 includes a flow path member 122. The flow path member 122 includes two partition portions 124 that divide the cooling medium inlet flow path 86aa into a plurality of, for example, three regions.

仕切り部１２４は、冷却媒体の流入側（冷却媒体供給マニホールド部材７２ａ側）に第２エンドプレート１８ｂの厚さ方向に切り欠いて切り欠き部１２６を設ける。各仕切り部１２４は、切り欠き部１２６に向かって先細り形状の先端部１２４ｓを有する。 The partition portion 124 is notched in the thickness direction of the second end plate 18b on the cooling medium inflow side (cooling medium supply manifold member 72a side), and a notch portion 126 is provided. Each partition portion 124 has a tip end portion 124 s that is tapered toward the notch portion 126.

このように構成される第３の実施形態では、内部空間７２ａｃから互いに隣接する３つの冷却媒体供給連通孔５０ａａに分散供給された冷却媒体は、圧損の低減が容易に図られるとともに、乱流や淀み点の発生を抑制することができる。しかも、仕切り部１２４は、切り欠き部１２６に向かって先細り形状の先端部１２４ｓを有している。これにより、圧損が可及的に抑制され、各冷却媒体供給連通孔５０ａａに対する冷却媒体の分配性が向上する等、上記の第１及び第２の実施形態と同様の効果が得られる。 In the third embodiment configured as described above, the cooling medium dispersedly supplied from the internal space 72ac to the three cooling medium supply communication holes 50aa adjacent to each other can easily reduce the pressure loss, Generation of a stagnation point can be suppressed. In addition, the partition portion 124 has a tip portion 124 s that is tapered toward the notch portion 126. Thereby, pressure loss is suppressed as much as possible, and the same effects as those of the first and second embodiments described above can be obtained, such as improving the distribution of the cooling medium to each cooling medium supply communication hole 50aa.

なお、第３の実施形態では、第１の実施形態と同様の構成を用いているが、第２の実施形態と同様の構成を採用してもよい。また、第１〜第３の実施形態では、冷却媒体供給連通孔５０ａ（５０ａａ）及び冷却媒体排出連通孔５０ｂについて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、燃料ガス供給連通孔４８ａや酸化剤ガス供給連通孔４６ａに適用してもよい。 In the third embodiment, the same configuration as that of the first embodiment is used, but the same configuration as that of the second embodiment may be adopted. In the first to third embodiments, the cooling medium supply communication hole 50a (50aa) and the cooling medium discharge communication hole 50b have been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention may be applied to the fuel gas supply communication hole 48a and the oxidant gas supply communication hole 46a.

１０、１１０、１２０…燃料電池スタック
１２…燃料電池１２ａｓ…積層体
１８ａ、１８ｂ…エンドプレート２６…ケーシング
４０…電解質膜・電極構造体４２、４４…金属セパレータ
４６ａ…酸化剤ガス供給連通孔４６ｂ…酸化剤ガス排出連通孔
４８ａ…燃料ガス供給連通孔４８ｂ…燃料ガス排出連通孔
５０ａ…冷却媒体供給連通孔５０ｂ…冷却媒体排出連通孔
５２…固体高分子電解質膜５４…カソード電極
５６…アノード電極５８…酸化剤ガス流路
６０…燃料ガス流路６２…冷却媒体流路
６８ａ…酸化剤ガス供給マニホールド部材
６８ｂ…酸化剤ガス排出マニホールド部材
７０ａ…燃料ガス供給マニホールド部材
７０ｂ…燃料ガス排出マニホールド部材
７２ａ…冷却媒体供給マニホールド部材
７２ａｃ…内部空間７２ｂ…冷却媒体排出マニホールド部材
７４ａ、７４ｂ…開口部
７８ａ、７８ｂ、１１２、１２２…流路部材
８４ａ…筒状部８６ａ…冷却媒体入口流路
８８ａ、１１４、１２４…仕切り部８８ａｓ、１１４ｓ、１２４ｓ…先端部
９０ａ、１１６、１２６…切り欠き部９４ａ、９４ｂ…絶縁プレート DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 110, 120 ... Fuel cell stack 12 ... Fuel cell 12as ... Laminated body 18a, 18b ... End plate 26 ... Casing 40 ... Electrolyte membrane electrode assembly 42, 44 ... Metal separator 46a ... Oxidant gas supply communication hole 46b ... Oxidant gas discharge communication hole 48a ... fuel gas supply communication hole 48b ... fuel gas discharge communication hole 50a ... cooling medium supply communication hole 50b ... cooling medium discharge communication hole 52 ... solid polymer electrolyte membrane 54 ... cathode electrode 56 ... anode electrode 58 ... oxidant gas flow path 60 ... fuel gas flow path 62 ... cooling medium flow path 68a ... oxidant gas supply manifold member 68b ... oxidant gas discharge manifold member 70a ... fuel gas supply manifold member 70b ... fuel gas discharge manifold member 72a ... Cooling medium supply manifold member 72ac ... Internal space 72b ... Cooling medium Discharge manifold members 74a, 74b ... openings 78a, 78b, 112, 122 ... flow path member 84a ... cylindrical part 86a ... cooling medium inlet flow path 88a, 114, 124 ... partition part 88as, 114s, 124s ... tip 90a, 116, 126 ... Notches 94a, 94b ... Insulating plates

Claims

A fuel cell that generates electric power by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas; a plurality of the fuel cells are stacked; and a fluid that is a cooling medium, the fuel gas, or the oxidant gas A fluid communication hole that circulates in the fuel cell stack including a stack formed in the stacking direction of the fuel cells, and end plates disposed at both ends of the stack in the stacking direction,
A flow path member having a fluid flow path that communicates integrally with a plurality of fluid communication holes adjacent to each other is provided integrally or individually on at least one end plate, and
The flow path member has a partition section that divides the fluid flow path into a plurality of regions corresponding to the fluid communication holes, and the partition section is formed on the end plate on the inflow side or the outflow side of the fluid. A fuel cell stack, wherein a cutout portion is provided in a thickness range of the end plate by cutting out in the thickness direction.

2. The fuel cell stack according to claim 1, wherein the partition portion is provided with a tip portion having a tapered shape toward the notch portion.

3. The fuel cell stack according to claim 1, wherein the fluid communication hole is a fluid supply communication hole that supplies the fluid to the fuel cell, and the flow path member is interposed on an inlet side of the fluid supply communication hole. A fuel cell stack, wherein a fluid supply manifold member is disposed.