JPH01221863A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
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- JPH01221863A JPH01221863A JP63047751A JP4775188A JPH01221863A JP H01221863 A JPH01221863 A JP H01221863A JP 63047751 A JP63047751 A JP 63047751A JP 4775188 A JP4775188 A JP 4775188A JP H01221863 A JPH01221863 A JP H01221863A
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- Japan
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
げ】 産業上の利用分野
本発明は空冷式燃料電池に関する。
回 従来の技術
電池スタックは運転時反応熱により発熱するため規定作
動温度に維持すべく冷却される。一般に電池スタックに
介在する冷却板のガス通路に冷却ガスを送り、スタック
熱を奪って高温となった排ガスを熱交換器などで降温し
て再びスタックに送ることにより電池スタックを冷却す
る。
動温度に維持すべく冷却される。一般に電池スタックに
介在する冷却板のガス通路に冷却ガスを送り、スタック
熱を奪って高温となった排ガスを熱交換器などで降温し
て再びスタックに送ることにより電池スタックを冷却す
る。
この場合、セル面内の温度分布は供給ガス（反応ガス及
び冷却ガス）の流れ方向、温度に影響され複雑な分布を
示すが、おおまかには冷却ガス入口部付近の温度が最も
低く入口からの距離が増加するに伴って温度上昇し、冷
却ガス出口部付近の温度が最も高くなる。特に冷却ガス
の流れと平行方向では中央部に比し両側部の温度が低く
なる。
び冷却ガス）の流れ方向、温度に影響され複雑な分布を
示すが、おおまかには冷却ガス入口部付近の温度が最も
低く入口からの距離が増加するに伴って温度上昇し、冷
却ガス出口部付近の温度が最も高くなる。特に冷却ガス
の流れと平行方向では中央部に比し両側部の温度が低く
なる。
電池の特性は温度による影響が大きいので、セル面内に
このような温度分布が生じると電池特性の劣化ひいては
寿命の低下をもたらす。
このような温度分布が生じると電池特性の劣化ひいては
寿命の低下をもたらす。
これを防止するため、冷却板両側部の冷却能を、例えば
、ガス通路断面積を小さくすることにより、低ドさせる
方式も考えられるが、電池始動時、加熱ガスにより電池
スタックを昇温する際、スタック両側部の温度上昇が低
ドし、スタック全体を均一に昇温できないという問題が
生ずる。
、ガス通路断面積を小さくすることにより、低ドさせる
方式も考えられるが、電池始動時、加熱ガスにより電池
スタックを昇温する際、スタック両側部の温度上昇が低
ドし、スタック全体を均一に昇温できないという問題が
生ずる。
？ｉ 発明が解決しようとする課題
本発明は電池運転時セル面内の温度分布を改善すると共
に電池始動時スタック全体の均一昇温を可能とするもの
である。
に電池始動時スタック全体の均一昇温を可能とするもの
である。
に）課題を解決するための手段
本発明は電池スタックの冷却板ガス通路が開口する対向
局面に、枠体を介して冷却ガスのマニホルドを取付け、
入口側マニホルドに対応する前記枠体の両側に、遮蔽板
を固定した操作軸を夫々枢支し、前記一対の遮蔽板によ
り前記冷却板両側部のガス通路を遮蔽可能としたもので
ある。
局面に、枠体を介して冷却ガスのマニホルドを取付け、
入口側マニホルドに対応する前記枠体の両側に、遮蔽板
を固定した操作軸を夫々枢支し、前記一対の遮蔽板によ
り前記冷却板両側部のガス通路を遮蔽可能としたもので
ある。
又前記電池スタックの中央部及び両側部に夫々温度セン
サーを設け、中央部と両側部との温度差に応じて前記遮
蔽板の開度を調整するよう前記操作軸を回動制御するこ
ともできる。
サーを設け、中央部と両側部との温度差に応じて前記遮
蔽板の開度を調整するよう前記操作軸を回動制御するこ
ともできる。
（ホ）作用
本発明では電池始動時遮蔽板を開放状態にすれば、冷却
板ガス通路のすべてに流れる加熱ガスによりスタックを
均一に昇温することができる。−方電池運転時遮蔽板を
遮蔽状態にすれば、冷却板両側の冷却能を抑制し、セル
面内の温度分布を改善することができると共に、スタッ
ク中心部と両側部の温度差に応じ遮蔽板の開度を制御し
て両側部の冷却ガス量を調整することも可能である。
板ガス通路のすべてに流れる加熱ガスによりスタックを
均一に昇温することができる。−方電池運転時遮蔽板を
遮蔽状態にすれば、冷却板両側の冷却能を抑制し、セル
面内の温度分布を改善することができると共に、スタッ
ク中心部と両側部の温度差に応じ遮蔽板の開度を制御し
て両側部の冷却ガス量を調整することも可能である。
（へ）実施例
本発明の実施例を図について説明する。
電池スタック（１；は多数のセル積重体からなり、数セ
ル毎に冷却ガス通路（２）を有する冷却板（３）を介在
させ、上下端板（４）（４）間で締付けられる。電池ス
タックの各局面には、シール材（５）〔第４図参照〕を
介して剛性枠体（６１（７）を当てがい、これら枠体相
互間を弾性連結部材（８）で連結して電池スタック（１
）を外周より締付ける。
ル毎に冷却ガス通路（２）を有する冷却板（３）を介在
させ、上下端板（４）（４）間で締付けられる。電池ス
タックの各局面には、シール材（５）〔第４図参照〕を
介して剛性枠体（６１（７）を当てがい、これら枠体相
互間を弾性連結部材（８）で連結して電池スタック（１
）を外周より締付ける。
各剛性枠体（６）には、冷却ガスの入口側及び出口側の
各マニホルド＋９＋（９１が取付けられ、中間仕切体（
図示せず）を有する各剛性枠体（７）には、燃料ガスの
入口側マニホルドααと反応空気の出口側マニホルドα
１）及び反応空気の入口側マニホルド回と燃料ガスの出
口側マニホルド（１０）とが夫々並設される。
各マニホルド＋９＋（９１が取付けられ、中間仕切体（
図示せず）を有する各剛性枠体（７）には、燃料ガスの
入口側マニホルドααと反応空気の出口側マニホルドα
１）及び反応空気の入口側マニホルド回と燃料ガスの出
口側マニホルド（１０）とが夫々並設される。
冷却ガス入口マニホルド（９）を取付ける枠体（６）の
両側部に夫々上下軸受（２）を設け、この軸受（１２１
により遮蔽板α３を固定した一対の操作軸（１４１が夫
々枢支されている。遮蔽板＋１３は耐熱性樹脂板もしく
は耐熱性樹脂被覆を施した金属板よりなり、その巾は冷
却板（３）の両側部ガス通路（２）の２〜３ヶ分を覆う
寸法（約５０ ｍ ）とする。
両側部に夫々上下軸受（２）を設け、この軸受（１２１
により遮蔽板α３を固定した一対の操作軸（１４１が夫
々枢支されている。遮蔽板＋１３は耐熱性樹脂板もしく
は耐熱性樹脂被覆を施した金属板よりなり、その巾は冷
却板（３）の両側部ガス通路（２）の２〜３ヶ分を覆う
寸法（約５０ ｍ ）とする。
電池運転時遮蔽板（１３１が開放位置にある場合（従来
方式と同様）セル面内の温度分布は第５図（イ）に示す
よう両側部の温度が低く、高温域の面積が小さくなるに
対し、遮蔽板（１３１が遮蔽位置にある場合、セル面内
の温度分布は第５図１０１に示すよう、両側部の冷却が
抑制されるため両側部の温度が高くなり、温度分布が均
一化されると共に高温域の面積が大きくなって電池特性
が向上する。
方式と同様）セル面内の温度分布は第５図（イ）に示す
よう両側部の温度が低く、高温域の面積が小さくなるに
対し、遮蔽板（１３１が遮蔽位置にある場合、セル面内
の温度分布は第５図１０１に示すよう、両側部の冷却が
抑制されるため両側部の温度が高くなり、温度分布が均
一化されると共に高温域の面積が大きくなって電池特性
が向上する。
電池始動時の昇温に際し、遮蔽板（１３Ｉを開放状態に
して加熱ガスを冷却板（３）の全ガス通路（２１に流通
る。
して加熱ガスを冷却板（３）の全ガス通路（２１に流通
る。
又電池スタック（１）の中央部及び両側部に夫々温度セ
ンサーａｅ及びαηα刀を設け、このセンサーで検出し
た温度をＡ−Ｄ変換器α引こ入力し、演算器Ｕ［有］で
これらの温度差にもとづく信号をアクチエータ■に入力
し、第１図に示すようＣ′に各操作軸−に直結したステ
ッピングモーター（２１１を所定角度回転し、一対の遮
蔽板αＪを所定の開度（遮蔽度）に制御することができ
る。
ンサーａｅ及びαηα刀を設け、このセンサーで検出し
た温度をＡ−Ｄ変換器α引こ入力し、演算器Ｕ［有］で
これらの温度差にもとづく信号をアクチエータ■に入力
し、第１図に示すようＣ′に各操作軸−に直結したステ
ッピングモーター（２１１を所定角度回転し、一対の遮
蔽板αＪを所定の開度（遮蔽度）に制御することができ
る。
１ト）発明の効果
本発明によれば冷却ガスの入口マニホルドを取付けた剛
性枠体を利用して一対の遮蔽板を枢支し、この遮蔽板に
よる各冷却板の両側部ガス通路を遮蔽及び開放操作する
ことにより、電池運転時のセル面内の温度分布を改善し
得ると共に、電池始動時のスタック昇温を均一化するこ
とができる。
性枠体を利用して一対の遮蔽板を枢支し、この遮蔽板に
よる各冷却板の両側部ガス通路を遮蔽及び開放操作する
ことにより、電池運転時のセル面内の温度分布を改善し
得ると共に、電池始動時のスタック昇温を均一化するこ
とができる。
又スタックの中央部と両側部の温度差を検出して遮蔽板
の開度を制御し、冷却ガスの流量を適宜に設定すること
も可能となり、電池特性の改善及び寿命の向上を達成す
ることができる。
の開度を制御し、冷却ガスの流量を適宜に設定すること
も可能となり、電池特性の改善及び寿命の向上を達成す
ることができる。
第１０は本発明燃料電池の要部側面図、第２図は向上の
要部平面図、第６図は本発明電池の平面図、第４図は同
上の要部拡大平面図、第５図ビ１（０１はいづれもセル
面内の温度分布を示す図、第６図は制御系のブロック図
である１゜ （１）・・・電池スタック、（２）・・・ガス通路、（
６Ｈ７１・・・剛性ガスのマニホルド、圓αυ・・・反
応空気のマニホルド、（２）・・・軸受、α３・・・遮
蔽板、α釦・・操作軸、α６）Ｑη・・・温度センサー
、叩・・・Ａ／Ｄ変換器、（１シ・・演算器、（社）・
・・ステッピングモータ。
要部平面図、第６図は本発明電池の平面図、第４図は同
上の要部拡大平面図、第５図ビ１（０１はいづれもセル
面内の温度分布を示す図、第６図は制御系のブロック図
である１゜ （１）・・・電池スタック、（２）・・・ガス通路、（
６Ｈ７１・・・剛性ガスのマニホルド、圓αυ・・・反
応空気のマニホルド、（２）・・・軸受、α３・・・遮
蔽板、α釦・・操作軸、α６）Ｑη・・・温度センサー
、叩・・・Ａ／Ｄ変換器、（１シ・・演算器、（社）・
・・ステッピングモータ。
Claims (3)
- （１）電池スタックの冷却板ガス通路が開口する対向周
面に、枠体を介して冷却ガスのマニホルドを取付け、入
口側前記マニホルドに対応する前記枠体の両側に、遮蔽
板を固定した操作軸を夫々枢支し、前記一対の遮蔽板に
より前記冷却板両側部のガス通路を遮蔽可能としたこと
を特徴とする燃料電池。 - （２）前記遮蔽板は電池昇温時開放位置にあり、電池運
転時遮蔽位置にあることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の燃料電池。 - （３）前記電池スタックの中央部及び両側部に夫々温度
センサーを設け、中央部と両側部との温度差に応じて前
記遮蔽板の開度を調整するよう前記操作軸を回動制御す
る装置を備えることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63047751A JPH01221863A (ja) | 1988-03-01 | 1988-03-01 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63047751A JPH01221863A (ja) | 1988-03-01 | 1988-03-01 | 燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01221863A true JPH01221863A (ja) | 1989-09-05 |
Family
ID=12784061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63047751A Pending JPH01221863A (ja) | 1988-03-01 | 1988-03-01 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01221863A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4820947B2 (ja) * | 1999-02-01 | 2011-11-24 | モトローラ モビリティ インコーポレイテッド | 燃料セル・メンブレンを監視するための一体型センサおよび監視方法 |
| GB2510621A (en) * | 2013-02-11 | 2014-08-13 | Intelligent Energy Ltd | Fuel cell stack assemblies and methods of operation |
-
1988
- 1988-03-01 JP JP63047751A patent/JPH01221863A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4820947B2 (ja) * | 1999-02-01 | 2011-11-24 | モトローラ モビリティ インコーポレイテッド | 燃料セル・メンブレンを監視するための一体型センサおよび監視方法 |
| GB2510621A (en) * | 2013-02-11 | 2014-08-13 | Intelligent Energy Ltd | Fuel cell stack assemblies and methods of operation |
| WO2014122482A2 (en) * | 2013-02-11 | 2014-08-14 | Intelligent Energy Limited | Sealing apparatus for a fuel cell stack |
| WO2014122482A3 (en) * | 2013-02-11 | 2014-10-02 | Intelligent Energy Limited | Sealing apparatus for a fuel cell stack |
| US9865890B2 (en) | 2013-02-11 | 2018-01-09 | Intelligent Energy Limited | Sealing apparatus for a fuel cell stack |
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