KR100736951B1 - Encloser of fuel cell stack - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료전지스택을 안전하게 보호하고, 연료전지스택을 견고하게 지지하여 구조적 안정성을 확보하며, 누출 가능성이 있는 수소를 감지하여 강제로 배기할 수 있고, 연료전지스택의 온도를 일정하게 유지할 수 있고, 발생된 전력을 안전하고 안정되게 인출하여 사용할 수 있으며, 뜻하지 않은 잘못된 경로를 통해 누전되는 것을 방지할 수 있도록 함으로써, 연료전지스택의 안정성을 극대화한다.According to the present invention, the fuel cell stack can be safely protected, the fuel cell stack can be firmly supported to secure structural stability. In addition, the generated power can be safely and safely drawn out and used, and the short-circuit can be prevented through an unexpected wrong path, thereby maximizing the stability of the fuel cell stack.

Description

연료전지스택의 인클로우져{ENCLOSER OF FUEL CELL STACK}ENCLOSER OF FUEL CELL STACK}

도 1은 본 발명에 의한 연료전지스택의 인클로우져를 전방측에서 관측한 도면,1 is a view of the front of the enclosure of the fuel cell stack according to the present invention,

도 2는 도 1의 후방측을 도시한 도면, Figure 2 is a view showing the rear side of Figure 1,

도 3은 인클로우져의 내부구조를 설명한 도면,3 is a view illustrating an internal structure of an enclosure;

도 4는 도 3의 구조에 연료전지스택이 안착되고 상부프레임이 장착된 상태를 도시한 도면,4 is a view illustrating a state in which a fuel cell stack is mounted on the structure of FIG. 3 and an upper frame is mounted;

도 5는 도 4의 우측면도,5 is a right side view of FIG. 4;

도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선 단면도,6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI of FIG. 5;

도 7은 연료전지스택의 구조도,7 is a structural diagram of a fuel cell stack;

도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ선 단면도이다.FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line VII-VII of FIG. 7.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>

1; 연료전지스택 3; 베이스플레이트One; Fuel cell stack 3; Base plate

5; 하부프레임 7; 기둥프레임5; Lower frame 7; Pillar frame

9; 상부프레임 11; 유체들의 통로9; Upper frame 11; Passage of fluids

13; 환기구 15; 메인커버13; Vents 15; Main cover

17; 측방커버 19; 단위모듈17; Side cover 19; Unit module

21; 공용분배기 23; 엔드플레이트21; Shared distributor 23; End plate

25; 절연판 27; 볼트25; Insulation plate 27; volt

29; 전면커버 31; 후면커버29; Front cover 31; Back cover

33; 배출팬 35; 수소센서33; Discharge fan 35; Hydrogen sensor

37; 스택제어기 39; 전기단자37; Stack controller 39; Electric terminal

41; 단자박스 41; Terminal box

본 발명은 연료전지스택의 인클로우져에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량에 장착되는 연료전지스택의 외부를 감싸서 구조적 안정성 및 전기적 안정성을 부여하도록 하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to an enclosure of a fuel cell stack, and more particularly, to a technology for enclosing an exterior of a fuel cell stack mounted on a vehicle to impart structural stability and electrical stability.

연료전지스택은 하이브리드 차량 등에 탑재되어 구동모터를 구동하기 위한 전력을 생산하는 것으로서, 수소와 공기 및 냉각수가 계속적으로 순환되어야 하고, 발생되는 전력을 안전하게 인출하여 사용할 수 있도록 해야 한다.The fuel cell stack is mounted on a hybrid vehicle to produce electric power for driving a driving motor. The fuel cell stack must continuously circulate hydrogen, air, and coolant, and can safely draw and use the generated electric power.

상기 연료전지스택은 차량에 탑재되므로 구조적으로 안정되고 견고한 상태를 확보하여 차량의 탑재성이 좋도록 해야 하며, 발생된 전력이 원하지 않는 상태로 누출되어 차량에 위험을 초래하지 않도록 해야 하고, 상기와 같이 수소가 순환되므로 수소의 누출로 폭발이 발생하지 않도록 해야 한다.Since the fuel cell stack is mounted on the vehicle, it should be structurally stable and secure to ensure a good mountability of the vehicle, and the generated power should not leak to an undesired state to cause danger to the vehicle. Likewise, since hydrogen is circulated, it is necessary to prevent the explosion of hydrogen leakage.

본 발명은 연료전지스택을 견고하게 지지하여 구조적 안정성을 확보하며, 누출 가능성이 있는 수소를 감지하여 강제로 배기할 수 있고, 발생된 전력을 안전하고 안정되게 인출하여 사용할 수 있으며, 뜻하지 않은 잘못된 경로를 통해 누전되는 것을 방지할 수 있도록 함으로써, 안정성을 극대화한 연료전지스택의 인클로우져를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention firmly supports the fuel cell stack to ensure structural stability, detect the potential hydrogen leak and forcibly exhaust, can be used to safely and safely withdraw the generated power, unintended wrong path It is an object of the present invention to provide an enclosure of a fuel cell stack that maximizes stability by being able to prevent a short circuit through the circuit.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 연료전지스택의 인클로우져는The enclosure of the fuel cell stack of the present invention for achieving the above object is

연료전지스택의 하측면을 지지하는 베이스플레이트와;A base plate supporting a lower side of the fuel cell stack;

상기 베이스플레이트의 가장자리에 장착되는 하부프레임과;A lower frame mounted to an edge of the base plate;

상기 베이스플레이트의 각 모서리에 상측으로 돌출되도록 설치된 기둥프레임과;A pillar frame installed to protrude upward at each corner of the base plate;

상기 기둥프레임의 상단을 서로 연결하는 상부프레임과;An upper frame connecting upper ends of the pillar frames to each other;

상기 기둥프레임 및 상부프레임에 의해 형성되는 연료전지스택의 길이방향 면인 중앙면들을 가리고 연료전지스택으로 공급되는 유체들의 통로 및 환기구가 형성된 메인커버와;A main cover which covers the central surfaces of the fuel cell stack formed by the pillar frame and the upper frame and has a passage and a ventilation hole for fluids supplied to the fuel cell stack;

상기 연료전지스택의 측방면들을 각각 가리도록 설치되는 측방커버;A side cover installed to cover side surfaces of the fuel cell stack;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.Characterized in that configured to include.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명 실시예는 연료전지스택(1)의 하측면을 지지하는 베이스플레이트(3)와; 상기 베이스플레이트(3)의 가장자리에 장착되는 하부프레임(5)과; 상기 베이스플레이트(3)의 각 모서리에 상측으로 돌출되도록 설치된 기둥프레임(7)과; 상기 기둥프레임(7)의 상단을 서로 연결하는 상부프레임(9)과; 상기 기둥프레임(7) 및 상부프레임(9)에 의해 형성되는 연료전지스택(1)의 길이방향 면인 중앙면들을 가리고 연료전지스택(1)으로 공급되는 유체들의 통로(11) 및 환기구(13)가 형성된 메인커버(15)와; 상기 연료전지스택(1)의 측방면들을 각각 가리도록 설치되는 측방커버(17)를 포함하여 구성된다.1 to 6, an embodiment of the present invention includes: a base plate (3) for supporting a lower side of a fuel cell stack (1); A lower frame 5 mounted at an edge of the base plate 3; A pillar frame 7 installed to protrude upward at each corner of the base plate 3; An upper frame 9 connecting the upper ends of the pillar frames 7 to each other; A passage 11 and a ventilation opening 13 of fluids supplied to the fuel cell stack 1 covering the central surfaces of the fuel cell stack 1 formed by the pillar frame 7 and the upper frame 9. The main cover 15 is formed; And a side cover 17 installed to cover side surfaces of the fuel cell stack 1, respectively.

상기 유체들의 통로(11)란 수소와 공기 및 냉각수의 통로를 통칭하는 의미이다.The passage 11 of the fluids collectively refers to the passage of hydrogen, air and cooling water.

본 발명이 적용되는 연료전지스택(1)은 다수의 연료전지셀이 단위모듈(19)을 이루고, 상기 단위모듈(19)들이 중앙에 위치한 공용분배기(21)에 연결된 직육면체의 형상을 가진다(도 4, 7참조).The fuel cell stack 1 to which the present invention is applied has a shape of a rectangular parallelepiped in which a plurality of fuel cell cells form a unit module 19, and the unit modules 19 are connected to a common distributor 21 located at the center thereof (FIG. 4, 7).

따라서, 상기 베이스플레이트(3)는 4각형의 평판으로 이루어지도록 하였고, 상기 하부프레임(5)은 연료전지스택(1)의 측방면쪽에서는 상기 베이스플레이트(3)의 하측에 설치되고, 연료전지스택(1)의 중앙면들 쪽에서는 상기 베이스플레이트(3)의 상측에 설치되어 있다.Therefore, the base plate (3) is made of a flat plate of the square, the lower frame (5) is installed on the lower side of the base plate (3) on the side of the fuel cell stack (1), the fuel cell On the central surfaces of the stack 1, it is provided above the base plate 3.

즉, 상기 베이스플레이트(3)를 사이에 두고 하부프레임(5)을 이루는 마주하는 두 개의 로드는 상측에 두 개의 로드는 하측에 위치하도록 한 것이다.That is, two rods facing each other forming the lower frame 5 with the base plate 3 interposed therebetween are positioned so that two rods are positioned at the upper side.

여기서, 상기 연료전지스택(1)의 중앙면들은 도 1의 가운데 부분의 면들을 말하고, 측방면은 그 양쪽의 면들을 말하며, 상기 중앙면들 중 도 1의 전면에 보이는 면을 전면, 그 반대편을 후면이라 칭하기로 한다. Here, the central surfaces of the fuel cell stack 1 refer to the surfaces of the central portion of FIG. 1, the side surfaces refer to both surfaces thereof, and the front surface opposite to the surface visible on the front surface of FIG. 1. This will be referred to as the rear surface.

상기 기둥프레임(7)은 단면형상이 상기 베이스플레이트(3)의 모서리를 감싸도록 두선이 직교하는 형상을 따라 형성되고, 하단부는 상기 하부프레임(5)의 외측을 감싸는 상태로 겹쳐지는 구조를 취하여 인클로우져의 구조적 강성을 더욱 안정되게 확보하도록 하였다.The pillar frame 7 is formed along a shape in which the two lines are orthogonal so that the cross-sectional shape surrounds the edge of the base plate 3, and the lower end portion has a structure overlapping the outer frame 5. The structural rigidity of the enclosure was to be more secured.

한편, 상기 기둥프레임(7)은 도 6에 상세히 도시된 바와 같이 상기 연료전지스택(1)의 측면인 엔드플레이트(23)와의 사이에 절연판(25)을 개재한 상태에서 볼트(27)로 체결되어 결합된 구조이다.On the other hand, the pillar frame 7 is fastened with a bolt 27 in a state in which an insulating plate 25 is interposed between an end plate 23, which is a side surface of the fuel cell stack 1, as shown in detail in FIG. 6. It is a combined structure.

상기 볼트(27)는 연료전지스택(1)과 인클로우져가 일체화되어 구조적 강성을 충분히 확보할 수 있도록 한다.The bolt 27 allows the fuel cell stack 1 and the enclosure to be integrated to ensure sufficient structural rigidity.

상기 상부프레임(9)은 상기 연료전지스택(1)의 길이방향을 따라 평행하게 설치되어 양단이 상기 기둥프레임(7)에 연결 고정되어 인클로우져의 골격을 완성하게 된다.The upper frame 9 is installed in parallel along the longitudinal direction of the fuel cell stack 1 so that both ends thereof are connected and fixed to the pillar frame 7 to complete the skeleton of the enclosure.

상기 메인커버(15)는 상기 연료전지스택(1)의 전면과 상측면을 감싸는 전면커버(29)와, 상기 연료전지스택(1)의 후면을 감싸는 후면커버(31)로 분리되어 구성되도록 함으로써, 인크로우져의 조립 및 분해가 용이하게 이루어질 수 있도록 하였 다.The main cover 15 is separated into a front cover 29 surrounding the front and upper sides of the fuel cell stack 1 and a rear cover 31 surrounding the rear surface of the fuel cell stack 1. In order to facilitate the assembly and disassembly of the enclosure.

상기 후면커버(31)에는 연료전지스택(1)의 온도를 조절하고 누출된 수소의 강제 배출을 위한 배출팬(33)이 구비되고, 수소의 누출을 감지하기 위한 수소센서(35)가 설치되며, 연료전지스택(1)을 제어하는 스택제어기(37)가 설치되어, 상기 배출팬(33)을 통하여 연료전지스택(1)의 온도를 일정하게 유지하도록 하고, 수소의 누출시에 이를 감지하여 누출을 경고하고 자동적으로 배출시킬 수 있도록 한다.The rear cover 31 is provided with a discharge fan 33 for controlling the temperature of the fuel cell stack 1 and forcibly discharging the leaked hydrogen, and a hydrogen sensor 35 for detecting the leakage of hydrogen. In addition, a stack controller 37 for controlling the fuel cell stack 1 is installed to maintain a constant temperature of the fuel cell stack 1 through the discharge fan 33, and detects this when the hydrogen leaks. Warn of leaks and allow for automatic discharge.

한편, 상기 측방커버(17)에는 발생된 전기를 외부로 인출하기 용이하도록 전기단자(39)가 구비된 단자박스(41)를 설치하였다.On the other hand, the side cover 17 is provided with a terminal box 41 provided with an electrical terminal 39 to facilitate the extraction of the generated electricity to the outside.

따라서, 상기 단자박스(41)에 전선을 연결하여 구동모터 등의 전력 수요처에 공급하게 된다.Therefore, the electric wire is connected to the terminal box 41 to supply to a power demand destination such as a driving motor.

한편, 상기 연료전지스택(1)은 도 7 및 도 8과 같이 중앙의 공용분배기(21)와 양쪽의 단위모듈(19)들 사이를 서로 대응하는 요철형상으로 형성함으로써, 상기 단위모듈(19)들과 공용분배기(21)의 결합작업이 용이하게 함은 물론, 연료전지스택(1) 자체의 구조적 강성을 확보할 수 있다.Meanwhile, as illustrated in FIGS. 7 and 8, the fuel cell stack 1 forms the common distributor 21 in the center and the unit modules 19 on both sides in a concave-convex shape corresponding to each other. Field and the common distributor 21 can be easily combined, and the structural rigidity of the fuel cell stack 1 itself can be secured.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 연료전지스택을 안전하게 보호하고, 연료전지스택을 견고하게 지지하여 구조적 안정성을 확보하며, 누출 가능성이 있는 수소를 감지하여 강제로 배기할 수 있고, 연료전지스택의 온도를 일정하게 유지할 수 있고, 발생된 전력을 안전하고 안정되게 인출하여 사용할 수 있으며, 뜻하지 않은 잘못된 경로를 통해 누전되는 것을 방지할 수 있도록 함으로써, 연료전지스택의 안정성을 극대화한다.As described above, according to the present invention, the fuel cell stack is safely protected, the fuel cell stack is firmly supported to secure structural stability, and hydrogen may be detected and forcibly evacuated by the possibility of leaking the fuel cell stack. It is possible to keep the constant, to draw the power generated safely and stably, and to prevent the short circuit through the wrong wrong path, thereby maximizing the stability of the fuel cell stack.

Claims (7)

삭제delete 연료전지스택의 하측면을 지지하는 베이스플레이트와, 상기 베이스플레이트의 가장자리에 장착되는 하부프레임과, 상기 베이스플레이트의 각 모서리에 상측으로 돌출되도록 설치된 기둥프레임과, 상기 기둥프레임의 상단을 서로 연결하는 상부프레임과, 상기 기둥프레임 및 상부프레임에 의해 형성되는 연료전지스택의 길이방향 면인 중앙면들을 가리고 연료전지스택으로 공급되는 유체들의 통로 및 환기구가 형성된 메인커버와, 상기 연료전지스택의 측방면들을 각각 가리도록 설치되는 측방커버를 포함하여 구성되는 한편;A base plate supporting a lower side of a fuel cell stack, a lower frame mounted at an edge of the base plate, a pillar frame installed to protrude upward at each corner of the base plate, and connecting an upper end of the pillar frame to each other; A main cover having a top surface, a central surface which is a longitudinal surface of the fuel cell stack formed by the pillar frame and the upper frame, and a passage and a ventilation hole of fluids supplied to the fuel cell stack, and side surfaces of the fuel cell stack. It is configured to include a side cover installed to cover each; 상기 메인커버는 상기 연료전지스택의 전면과 상측면을 감싸는 전면커버와, 상기 연료전지스택의 후면을 감싸는 후면커버로 분리되어 구성되고;The main cover is divided into a front cover surrounding the front and the upper side of the fuel cell stack, and a rear cover surrounding the rear of the fuel cell stack; 상기 후면커버에는 상기 연료전지스택의 온도를 조절하고 누출된 수소의 강제 배출을 위한 배출팬과, 수소의 누출을 감지하기 위한 수소센서와, 상기 연료전지스택을 제어하는 스택제어기가 설치되며;The rear cover is provided with a discharge fan for adjusting the temperature of the fuel cell stack and forcibly discharging the leaked hydrogen, a hydrogen sensor for detecting the leakage of hydrogen, and a stack controller for controlling the fuel cell stack; 상기 베이스플레이트는 4각형의 평판으로 이루어지고;The base plate is formed of a flat plate of a square shape; 상기 하부프레임은 연료전지스택의 측방면쪽에서는 상기 베이스플레이트의 하측에 설치되면서 상기 연료전지스택의 중앙면들 쪽에서는 상기 베이스플레이트의 상측에 설치되며;The lower frame is installed on the side of the fuel cell stack on the lower side of the base plate and on the center surfaces of the fuel cell stack on the upper side of the base plate; 상기 기둥프레임은 상기 연료전지스택의 측면인 엔드플레이트와의 사이에 절연판을 개재한 상태로 결합된 것;The pillar frame is coupled to the end plate which is a side of the fuel cell stack with an insulating plate interposed therebetween; 을 특징으로 하는 연료전지스택의 인클로우져.An enclosure of a fuel cell stack, characterized in that. 제2항에 있어서, 상기 기둥프레임은The method of claim 2, wherein the pillar frame 단면형상이 상기 베이스플레이트의 모서리를 감싸도록 두선이 직교하는 형상을 따라 형성되고;A cross-sectional shape is formed along a shape orthogonal to two lines so as to surround an edge of the base plate; 하단부는 상기 하부프레임의 외측을 감싸는 상태로 겹쳐지는 것The lower end overlaps the state surrounding the outer side of the lower frame 을 특징으로 하는 연료전지스택의 인클로우져.An enclosure of a fuel cell stack, characterized in that. 삭제delete 제2항에 있어서, 상기 상부프레임은The method of claim 2, wherein the upper frame 상기 연료전지스택의 길이방향을 따라 평행하게 설치된 것Installed in parallel along the longitudinal direction of the fuel cell stack 을 특징으로 하는 연료전지스택의 인클로우져.An enclosure of a fuel cell stack, characterized in that. 삭제delete 삭제delete
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