KR100765659B1 - Fuel cell-stack structure for automobile - Google Patents

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KR100765659B1 KR1020050072533A KR20050072533A KR100765659B1 KR 100765659 B1 KR100765659 B1 KR 100765659B1 KR 1020050072533 A KR1020050072533 A KR 1020050072533A KR 20050072533 A KR20050072533 A KR 20050072533A KR 100765659 B1 KR100765659 B1 KR 100765659B1
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조규택
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Abstract

본 발명은 자동차용 연료전지 스택 구조에 관한 것으로서, 연료전지의 구성셀에 균등하게 체결력을 부여할 수 있도록 하는 밴드 타입의 체결기구 및 최적화된 체결구조의 적용으로 연료전지 스택의 체결시 데드 볼륨을 최소화하고, 이로 인한 스택의 출력 밀도를 향상시키며, 특히 연료전지 스택의 모듈화를 통해 차량의 협소한 공간 요구사항에 따라 능동적으로 대처함으로써, 구조적 안정성 및 리페어성, 그리고 제작성 등을 향상시킬 수 있으며, 이를 통해 연료전지 스택의 성능을 한단계 높일 수 있는 자동차용 연료전지 스택 구조에 관한 것이다. The invention to, when the application of the connecting structure of the band-type tightening mechanism and optimized to give a clamping force uniformly to the configuration cells of the fuel cell fastening of the fuel cell stack dead volume related to a fuel cell stack structure for automobiles minimized, which sikimyeo due improve the output density of the stack, in particular by the fuel cell stack cope with through modular according to a narrow space requirements of the vehicle, can improve the structural stability and repair property, and the right and so on, and , this will on the performance of the fuel cell stack on a vehicle fuel cell stack structure for one level to increase.
자동차, 연료전지 스택, 밴드, 전류 집전판, 절연판, 엔드 플레이트, 공용분배기구 Car, a fuel cell stack, a band, a current collecting plate, insulating plate, end plate, common distributing mechanism

Description

자동차용 연료전지 스택 구조{Fuel cell-stack structure for automobile} Automotive fuel cell stack structure for the {Fuel cell-stack structure for automobile}

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 연료전지 스택 구조를 나타내는 분해 사시도, Figure 1 is an exploded perspective view showing a vehicle fuel cell stack structure according to the present invention,

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 자동차용 연료전지 스택 구조를 나타내는 사시도, Figures 2a and 2b is a perspective view showing a vehicle fuel cell stack structure according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 자동차용 연료전지 스택 구조를 나타내는 사시도, Figure 3 is a perspective view showing a vehicle fuel cell stack structure according to the present invention,

도 4는 종래의 자동차용 연료전지 스택 구조를 나타내는 사시도이다. Figure 4 is a perspective view showing a conventional automotive fuel cell stack structure for.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Description of the Related Art>

11,12 : 엔드 플레이트 13,14 : 절연판 11, 12: end plate 13,14: insulation panel

15,16 : 전류 집전판 17 : 밴드 15, 16: current collector plate 17: Band

18 : 구성셀 21 : 제1체결홀 18: Configuration Cell 21: first fastening hole

22 : 관통홀 23 : 제1전류 인가홀 22: through hole 23: first current supplying hole

24 : 제2전류 인가홀 25 : 제2체결홀 24: second current supplying hole 25: second fastening hole

26 : 볼트체결용 홀 27 : 모듈 결합용 체결홀 26: Bolt hole for 27: fastening hole for coupling the module

31 : 수소 입구부 32 : 냉각수 출구부 31: a hydrogen inlet 32: coolant outlet

33 : 공기 출구부 34 : 공기입구부 33: air outlet 34: air inlet portion

35 : 냉각수 입구부 36 : 수소 출구부 35: coolant inlet 36: outlet hydrogen

41 : 공용분배기구 42 : 수소 공급부 41: Public distributing mechanism 42: the hydrogen supplying

43 : 수소 배출부 44 : 공기 공급부 43: the hydrogen discharge portion 44: air supply

45 : 공기 배출부 46 : 냉각수 공급부 45: air discharge portion 46: Cooling water supply

47 : 냉각수 배출부 48 : 홈 47: cooling water discharge portion 48: groove

본 발명은 자동차용 연료전지 스택 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료전지의 구성셀에 균등하게 체결력을 부여할 수 있도록 하는 밴드 타입의 체결기구 및 최적화된 체결구조의 적용으로 연료전지 스택의 체결시 데드 볼륨을 최소화하고, 이로 인한 스택의 출력 밀도를 향상시키며, 특히 연료전지 스택의 모듈화를 통해 차량의 협소한 공간 요구사항에 따라 능동적으로 대처함으로써, 구조적 안정성 및 리페어성, 그리고 제작성 등을 향상시킬 수 있으며, 이를 통해 연료전지 스택의 성능을 한단계 높일 수 있는 자동차용 연료전지 스택 구조에 관한 것이다. Fastening the present invention, the fuel cell stack to more particularly to the application of the connecting structure of the band-type tightening mechanism and optimized to give a clamping force uniformly to the configuration cells of the fuel cell as a fuel cell stack structure for automobiles when, by minimizing dead volume and deal with this sikimyeo due improve the output density of the stack, in particular actively through the modulation of the fuel cell stack according to a narrow space of a vehicle request, the structural stability and repair property, and the right, etc. It can be improved, and it is through the performance of the fuel cell stack on a vehicle fuel cell stack structure for one level to increase.

일반적으로, 연료전지(Fuel Cell)는 분리판, 전극막(MEA;Membrane Electrolyte Assembly), 가스 확산층(Gas Diffusion Media) 및 가스켓으로 구성되어 전력을 생산하는 구성셀(100)과, 상기 구성셀을 체결하는 체결바(110)와, 상기 체결바(110)와 연결되고 상기 체결바(110)로부터 부여받은 체결력을 구성셀(100)에 일정하게 면압을 부여하도록 하는 기능을 수행하며 상기 구성셀(100)을 외부 충격으로부터 보호하는 역할을 하는 엔드플레이트(120)와, 상기 체결바(110)와 직접 연결되는 부분으로 상기 엔드 플레이트(120)에 밀착된 상태에서 균일하게 응력을 전달하는 역할을 하는 가압판(130)과, 각각의 모듈에 균일하게 공기, 수소 및 냉각수의 공급/배출을 유도하는 역할을 수행하는 공용분배기구(140) 등으로 구성되어 있다. In general, the fuel cell (Fuel Cell) is a separated plate, the electrode film; a and (MEA Membrane Electrolyte Assembly), the gas diffusion layer (Gas Diffusion Media) and configured to consist of producing power gasket cell 100, the configuration cells performs the function of connecting and fastening the bar 110, the locking bar (110) for fastening and to impart the surface pressure constant, the cell 100 constituting the fastening force received from the coupling bar 110 and the configuration cells ( and an end plate 120 which serves to protect 100) from an external impact, the part that is directly connected with the coupling bar 110, which serves to transfer the stresses uniformly in close contact with the end plate 120 uniformly to the platen 130, each module is composed of air, common distribution that will serve to drive the supply / discharge of hydrogen and water mechanism 140 and the like.

그런데 이와 같은 구조로 이루어진 종래의 연료전지 스택 구조는 다음과 같은 문제점이 있다. However, this conventional structure of the fuel cell stack structure composed of the same has the following problems.

첫째, 자동차용 동력원으로 사용되는 전력은 80~100kW이며 이를 위해서 단위전지 400 ~ 500개를 적층해야 하는데, 종래기술의 경우에 구성셀(400 ~ 500Cell)을 한꺼번에 같이 적층한 후, 체결 프레스로 상단에서 압축하여 체결을 해야하기 때문에 작업성 난해, 적층 불균일, 각 셀당 체결조건 불균일화로 인한 구성셀 별 성능차이 발생 및 국부적인 응력 집중화로 인한 구성품 손상 및 리페어(repair) 공정에 어려움이 있다. First, electric power is used as a power source for automobiles is 80 ~ 100kW is to be laminated to 400-500 single cell to this end, then once stacked as a cell (400 ~ 500Cell) configuration in the case of the prior art, the top by fastening the press there is need because the fastening is compressed in the difficult workability, the laminated non-uniform, each per cell closing conditions unevenness configuration performance difference caused by a cell furnace and difficulty in local component damage and repair (repair) process due to the stress concentration.

둘째, 상기 연료전지가 자동차용 동력원으로 적용되기 위해서 고출력의 저체적 즉, 콤팩트한 형태가 되어야 자동차의 한정된 공간에 적용될 수 있다. Second, the low volume of high output of the fuel cell is to be applied as a power source for automobiles that is, can be applied to limited space of the vehicle have to be a compact form.

그러나, 종래 기술의 경우, 볼트에 의한 체결방식이므로 볼트가 체결되고 볼트가 위치되는 부분의 공간은 스택의 출력과 별도로 추가로 필요시되는 일종의 데드 볼륨(Dead Volume)이 되며, 따라서 스택의 출력 밀도를 저하시키는 요소가 된다. However, in the case of the prior art, since the coupling method according to the bolts are fastened space portion that the bolts are located is a kind of a dead volume which, if necessary with the addition of the stack output and additionally (Dead Volume), thus the power density of the stack It is a factor for lowering the.

세째, 현 자동차는 승용차에서부터 SUV차량까지 자동차의 컨셉에 따라 다양 한 형태로 개발 및 시판되고 있다. Third, the current car is being developed and commercially available in various forms according to the concept of a car from the car to the SUV.

따라서, 연료전지가 자동차에 본격적인 적용을 위해선, 다양한 차량의 패키지(Package)성을 만족시키는 형태가 되어야 한다. Thus, make a fuel cell is applied to a full-scale automobiles, it should be in the form satisfying the package (Package) of the various vehicles.

그러나, 종래기술의 경우, 체결 시스템이 고정되어 구성셀의 수량만큼 부피가 결정되기 때문에, 이를 차량에 적용하기 위해선, 이에 맞게 차량을 특수 제작해야 하는 문제점이 있다. However, there is a problem that if the prior art, the fastening system since the quantity by volume of a fixed configuration crystal cell, and thus be specially manufactured to fit the vehicle in order to apply it to the vehicle.

네째, 연료전지의 양산을 위해선 자동차 시스템을 따라 제작이 가능한 형태가 되어야 한다. Fourth, make a mass production of the fuel cell should be capable of fabrication in accordance with the car type system.

그러나 종래기술의 경우 볼트에 의해 체결하는 형태가 되므로, 양산성이 저하되며, 일정한 작업 표준을 통해 생산하기 난해하므로 품질의 편차 또한 발생되는 문제점이 있다. However, because of a type contemplated by the case of the prior art bolt, the mass productivity is lowered, so difficult to produce with certain performance standards, there is a problem that variations occur also in quality.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 연료전지의 구성셀에 균등하게 체결력을 부여할 수 있도록 하는 밴드 타입의 체결기구 및 최적화된 체결구조의 적용으로 연료전지 스택의 체결시 데드 볼륨을 최소화하고, 이로 인한 스택의 출력 밀도를 향상시키며, 특히 연료전지 스택의 모듈화를 통해 차량의 협소한 공간 요구사항에 따라 능동적으로 대처함으로써, 구조적 안정성 및 리페어성, 그리고 제작성 등을 향상시킬 수 있으며, 이를 통해 연료전지 스택의 성능을 한단계 높일 수 있는 자동차용 연료전지 스택 구조를 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, the invention is entered into the fuel cell stack as an invention to solve the above problems, the application of the connecting structure of the band-type tightening mechanism and optimized to give a clamping force uniformly to the configuration cells of the fuel cell when, by minimizing dead volume and deal with this sikimyeo due improve the output density of the stack, in particular actively through the modulation of the fuel cell stack according to a narrow space of a vehicle request, the structural stability and repair property, and the right, etc. It can be improved, and there is provided a fuel cell stack structure for this car to increase one level the performance of the fuel cell stack through.

이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다. Referring to the features of the present invention for achieving the following, object of the following:

본 발명에 따른 다층 어셈블리형 단위 모듈 및 공용분배기구가 서로 결합되는 자동차용 연료전지 스택 구조에 있어서, In automotive fuel cell stack structure for a multi-layer assembly unit module type and a common dispensing mechanism according to the present invention are bonded to each other,

연료전지의 각 구성셀의 양측면에 순차적으로 밀착되는 전류 집전판과 절연판 및 엔드 플레이트를 포갠 상태에서, 길이방향으로 연장된 다수개의 밴드가 고정되고, 체결수단을 통해 그 밴드의 양단이 상기 엔드 플레이트에 체결되는 단위 모듈 구조를 포함하는 것을 특징으로 한다. A current collector plate and the insulating plates and end plates are sequentially adhered to the opposite side surfaces of the structural cells of the fuel cell in a superposed state, a plurality of bands extending in the longitudinal direction is fixed, through fastening means that both ends of the band, the end plate It characterized in that it comprises a unit module structure is fastened.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다. In more detail for the following, the structure of this invention with reference to the accompanying drawings as follows.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 자동차용 연료전지 스택 구조를 나타내는 분해 사시도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 자동차용 연료전지 스택 구조를 나타내는 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 자동차용 연료전지 스택 구조를 나타내는 사시도이다. FIG accompanying 1 is a perspective view showing a vehicle fuel cell stack structure according to the present invention and an exploded perspective view showing a vehicle fuel cell stack structure for, Figures 2a and 2b according to the present invention, Figure 3 is a car according to the invention It is a perspective view showing a fuel cell stack structure for.

본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 밴드(17)를 사용하여 각 구성셀(18)에 체결력을 부여하는 구조로서, 특히 6개의 밴드(17), 2개의 전류 집전판(15,16), 2개의 절연판(13,14), 2개의 엔드 플레이트(11,12)로 구성되어 있다. The present invention is, by using the band 17, as a structure for imparting fastening force to each configuration cells (18), in particular six band 17, the two current collecting plate (15, 16) as shown in Figure 1 , it consists of two insulating plates 13 and 14, two end plates (11, 12).

특히, 상기 엔드 플레이트(11,12), 절연판(13,14) 및 전류 집전판(15,16)은 개방형 구조 및 차단형 구조 2가지가 적용된다. In particular, the end plates 11 and 12, insulating plates 13 and 14 and the current collecting plate (15, 16) is are two open structure and block structure applied.

이때, 상기 개방형 구조는 공용분배기구(41)와 연결되는 부분으로 체결 구조가 형성되어 있으나, 반면에 차단형 구조는 공용분배기구(41)와 연결이 되지 않는 부분이므로 체결 구조가 미형성되어 있다. In this case, the open structure, but is formed in a coupling structure in part connected to a public distribution mechanism 41, while the block-type construction is common dispensing mechanism 41 so as not the connection portion connecting structure is non-formed .

여기서, 상기 밴드(17)의 경우, 그 재질은 SUS계통이 적용되나, 상기 SUS에 한정되지 않고 각종 금속, 복합재 또는 고분자류의 적용이 가능하고, 그 폭은 5 ~ 6mm, 두께 2 ~ 3mm가 적용되며, 특히 상기 밴드(17)의 양단에는 삼각형 형태의 제1체결홀(21)이 적용되어 엔드 플레이트(11,12)의 상하부에 형성된 관통홀(22)에 체결 가능하게 된다. Here, in the case of the band 17, the material is SUS system shall apply, not limited to the above-mentioned SUS can be applied in various kinds of metal, composite or polymer flow, and the width is 5 ~ 6mm, thickness 2 ~ 3mm application and, in particular, the first fastening hole 21, the opposite ends of the triangle shape of the band 17 is applied is possible fastened to the through hole 22 formed in the upper and lower portions of the end plates (11, 12).

이는 상기 관통홀(22)에 볼트 또는 스크류 등과 같은 체결수단을 통해 체결되도록 하여 밴드(17)가 구조적으로 고정되도록 함에 따라 상기 밴드(17)의 고정에 사용되는 체결수단의 개수 및 크기를 최소화할 수 있게 된다. This minimizes the number and size of the fastening means used for fixing the band 17, as to ensure fastening via the fastening means such as a bolt or screw into the through-hole 22 a band 17 is to be fixed to the structural It can be so.

상기 전류 집전판(15,16)의 경우, 인청동, SUS, 또는 각종 금속재질이 적용 가능하되, 전기 전도도를 위해 전기도금 처리가 필요하고, 두께는 8 ~ 10mm가 적용되며, 좌우로 전류를 인가시킬 수 있도록 돌출된 제1전류 인가홀(23)이 적용된다. In the case of the current collecting plate (15, 16), phosphor bronze, SUS, or, but various metal materials are also applicable, the electroplating process is required for the electrical conductivity and thickness is applied to the 8 ~ 10mm, a current is applied to the left and right the number of the first current supplying hole 23 protrudes to be applied.

특히, 상기 제1전류 인가홀(23)을 통해 각 구성셀(18)의 단위 모듈간의 전기적 연결을 적용할 수 있게 된다. In particular, the first it is possible to apply the electrical connection between the unit modules of each of the structural cell 18 through the first current supplying hole (23).

상기 전류 집전판(15,16)과 엔드 플레이트(11,12) 사이에 전기적 절연을 위해 절연판(13,14)이 적용되며, 그 절연판(13,14)의 재질로서는 각종 비금속류의 적 용이 가능하며, 그 두께는 1 ~ 2mm가 적용된다. The current collecting plate (15, 16) and the insulating plates are (13,14) for applying an electrical insulation between the end plates 11 and 12, as the material of the insulating plates (13, 14) can ever facilitate various non-metallic flow and its thickness is 1 ~ 2mm is applied.

이때, 상기 절연판(13,14)은 상기 전류 집전판(15,16)으로부터 외부로의 통전을 완전히 차단하기 위해 전류 집전판(15,16)과 동일한 형상이 적용되는 것이 바람직하다. In this case, the insulating plates 13 and 14 is preferably the same shape as the current collecting plate (15, 16) adapted to completely cut off the power application to the outside from the current collecting plate (15, 16).

상기 엔드 플레이트(11,12)의 경우, 10 ~ 15mm두께의 SUS재질이 적용되며, 공용분배기구(41)와 체결되는 제2전류 인가홀(24)은 각 단위 모듈 간의 전기적 연결을 유도하기 위해 전류 연결용 볼트가 전류 집전판(15,16)에 체결되는 구성으로 되어 있다. In the case of the end plates 11 and 12, 10 to the SUS material of 15mm thick it is applied, and the second current supplying hole 24 to be locked with the common delivery mechanism 41 to guide the electrical connection between the respective unit modules for current connecting bolt has a structure that is secured to the current collecting plate (15, 16).

특히, 전류 연결용 볼트가 공용분배기구(41) 내부로 관통하게 하여 전기적 안정성을 향상시키게 된다. In particular, the current connections, thereby for the bolt improve electrical reliability by penetrating into the common delivery mechanism (41).

또한, 상기 구성셀(18)의 각 모듈을 공용분배기구(41)와 연결을 위해 관통형 볼트가 체결되는 제2체결홀(25)이 엔드 플레이트(11)의 양 사이드에 형성되어 있으며, 엔드 플레이트(11)의 상단부의 양측에는 공용분배기구(41)와의 연결시 구성셀(18)의 각 모듈과 공용분배기구(41) 간의 실링성을 유지하여 연료 가스 및 냉각수의 누출을 방지하기 위해 공용분배기구(41)를 사이에 두고 양쪽의 구성셀(18)을 결합시켜주는 볼트체결용 홀(26)이 구비되어 있다. In addition, there-through the second fastening hole 25 that the bolts are fastened to each module for the attachment of a common distributing mechanism 41 of the configuration cells 18 are formed on both sides of the end plate 11, the end both sides of the upper end of the plate 11 is common to prevent leakage of fuel gas and cooling water to maintain the sealability between each module and a common dispensing mechanism 41 of the common distributing mechanism 41, connection configuration cells 18 with distributed across a mechanism 41 it has bolt holes (26) are provided to combine the configuration cells (18) on each side.

또한, 상기 모듈을 상하로 배치할 경우, 상하측에 위치한 모듈을 고정시켜 단위 모듈 간의 흔들림을 방지하기 위해 상하측 각 모듈의 엔드 플레이트(11)에 형성되어 있는 홈(48) 내에 장착되는 체결용 바(미도시)를 체결하기 위한 모듈 결합용 체결홀(27)이 구비되어 있다. Also, when placing the module up and down, the fastening being mounted in order to to secure the modules on the top and bottom side to prevent motion between the unit modules groove 48 formed in the end plate 11 of the upper and lower sides of each module bar (not shown) the module coupling hole 27 for coupling to the fastening are provided.

이때, 상기 엔드 플레이트(11)의 반대쪽에 위치한 엔드 플레이트(12)의 경우, 위에서 언급한 차단형 구조로서, 그 플레이트 내부에 홀이 뚫려 있지 않으며, 상기 공용분배기구(41)와 연결되는 부분이 아니므로 엔드 플레이트(11)에서와 같은 구조인 제2전류 인가홀(24), 제2체결홀(25), 볼트체결용 홀(26)이 형성되어 있지 않게 된다. At this time, when the end plate 12 located on the opposite side of the end plate 11, as a block-like structure mentioned above, it does is not drilled hole inside the plate, the portion being connected to the common delivery mechanism (41) a structure is not a second current equal to the end plate 11, holes 24, the second fastening hole 25, a bolt fastening hole 26 is not formed is not for.

상기 공용분배기구(41)가 적용되는 엔드 플레이트(11)의 경우, 이와 반대되는쪽, 즉 공용분배기구(41)가 적용되지 않는 엔드 플레이트(12)보다 그 면적이 바깥쪽으로 20 ~ 25mm 튀어나온 넓은 면적으로 되어 있으며, 그 튀어나온 면적에 공용분배기구(41)와 연결을 위한 체결구조가 구비되어 있다. For the common dispensing mechanism end plate 11, which is 41, it is applied, the opposite side is, that is the public distribution mechanism 41 is shown is that the area than the end plate 12 is not applied out 20 ~ 25mm outside and is a large area, and in that the protruding area is provided with a connecting structure for connection with the public distribution mechanism (41).

이는 각 엔드 플레이트(11,12)가 그 측면에 밀착되는 구조와 동일한 면적과 형태로 이루어지도록 됨으로써, 가능하게 된다. This being the respective end plate (11, 12) to consist of the same area and shape and structure that are brought into close contact with the side surface, it is made possible.

한편, 첨부한 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 자동차용 연료전지 스택 구조에 있어서, 밴드에 의해 체결된 단위모듈의 전후 형상을 나타내는 도면이다. On the other hand, accompanying Figures 2a and 2b are views showing the front and rear shapes of the unit modules by fastening in the vehicle fuel cell stack structure according to the present invention, band.

도 2a의 경우, 상기 공용분배기구(41)와 결합하게 되는 엔드 플레이트(11)로서, 그 내부에 형성되어 있는 입출구에 있어서, 상기 도면 부호 31은 수소 입구부를 나타내며, 32는 냉각수 출구부, 33은 공기 출구부, 34는 공기입구부, 35는 냉각수 입구부, 그리고 36은 수소 출구부를 나타낸다. In the case of Figure 2a, as the common distributing mechanism 41, the end plate 11 to be brought into engagement with, in the inlet and outlet formed therein, the reference numeral 31 denotes parts of the hydrogen inlet, 32 is a cooling water outlet, 33 the air outlet 34 is the air inlet, 35 is a cooling water inlet portion, and 36 denotes a hydrogen outlet portion.

한편, 연료전지의 구성셀(18)의 단위 모듈은 제작성 및 리페어(Repair)성을 용이하게 하기 위해 100 ~ 150셀이 적용되며, 모듈당 출력성능이 20 ~ 30kW를 나타내도록 되어 있다. Meanwhile, the unit module configuration of the cell 18 of the fuel cell is so that the cells 100 to 150 is applied, and the output per module performance shows the 20 ~ 30kW to facilitate the creation and repair (Repair) sex.

따라서, 자동차와 같이 대용량의 출력을 요하는 시스템에 적용 시, 도 3에 도시된 바와 같이, 각 모듈로 공급되는 연료의 공급 및 배출을 조절할 수 있는 공 용분배기구(41)가 중앙에 위치하게 되고, 상기 단위 모듈이 좌우 양측면에서 어셈블리되도록 하여 시스템이 요구하는 출력 성능을 만족할 수 있도록 되어 있다. Thus, when applied to a system that requires a large output, as shown in Figure 3, ball delivery mechanism (41) that can adjust the supply and exhaust of the fuel supplied to each module, such as a car located in the center and, to ensure that the unit module assembly from the right and left both side surfaces is to satisfy the output performance required by the system.

상기 공용분배기구(41)는 공급된 연료가스를 4개의 단위 모듈에 균등하게 분배하고 반응후 배출가스를 균등하게 배출하도록 되어 있다. The public distribution mechanism 41 is adapted to evenly distribute and evenly discharging the exhaust gas after the reaction of the supplied fuel gas to the four unit modules.

상기 공용분배기구(41)는 비금속류 및 각종 금속류의 적용이 가능하며, 적용 재질의 열팽창을 흡수할 수 있는 홀구조가 적용되는 바, 도면 부호 42는 수소를 공급하는 수소 공급부이고, 43은 반응완료 수소가 배출되도록 수소 배출부이다. The public distribution mechanism 41 is a non-metal flow and can be applied to a variety of metal objects, and the bar being a Hall structure capable of absorbing thermal expansion of the application material applied, reference numeral 42 is a hydrogen supplier portion that supplies hydrogen, and 43 are reacted complete the hydrogen discharge unit to discharge the hydrogen.

또한, 도면 부호 44인 공기 공급부를 통해서 공기가 공급되고, 도면 부호 45인 공기 배출부를 통해 반응완료 공기가 배출되도록 구성되어 있다. In addition, the reference numeral and the air is supplied through the air supply unit 44 is configured so that the completion of the reaction air is blown through the reference numeral 45 of the air discharge portion.

여기서, 도면 부호 46은 냉각수를 공급하는 통로인 냉각수 공급부이고, 이 냉각수 공급부(46)의 반대쪽에는 냉각수 배출부(미도시)가 구비되어 있다. Here, reference numeral 46 is a passage of the cooling water supply unit for supplying cooling water, the other end of the cooling water supply section 46 is provided with a cooling water discharge unit (not shown).

여기서, 각 연료가스 및 냉각수의 압력강하가 최대유량에서 10kPa 이하가 되도록 설계된 것이 바람직하다. Here, it is preferred that the pressure drop of each of the fuel gas and cooling water are designed to be 10kPa or less at the maximum flow rate.

한편, 상기 구성셀(18)의 상하부에 각각 적층되어 있는 단위 모듈의 연결은 전류 집전판(15,16)의 제1전류 인가홀(23)에 연결되는 전기 케이블을 통해 직렬 연결된 것이 바람직하다. On the other hand, connection of the unit modules, which are respectively laminated on the top and bottom of the configuration cells 18 is preferably connected in series via an electrical cable connected to the first current supplying hole 23 of the current collecting plate (15, 16).

따라서, 본 발명은, 연료전지의 구성셀에 균등하게 체결력을 부여할 수 있는 밴드 구조로 구현하여 연료전지 스택의 체결시 데드 볼륨을 최소화하고, 이로 인한 스택의 출력 밀도를 향상시킬 수 있는 자동차용 연료전지 스택 구조인 것이다. Therefore, for the vehicles with the present invention, can be implemented as being capable of imparting a clamping force uniformly to the configuration cells of the fuel cell band structure minimizes the fastening when the dead volume of the fuel cell stack, and improve the power density of the resulting stack which to the fuel cell stack structure.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 연료전지 스택 구조에 의하면, 구조적 안정성 및 리페어성, 그리고 제작성 등을 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 연료전지 스택의 성능을 한단계 높일 수 있는 효과가 있다. As described above, according to the automotive fuel cell stack structure according to the present invention, it can improve the structural stability and repair property, and the right and so on, and, whereby it is possible to improve one level the performance of the fuel cell stack.

Claims (5)

  1. 다층 어셈블리형 단위 모듈 및 공용분배기구가 서로 결합되는 자동차용 연료전지 스택 구조에 있어서, The multi-layer assembly unit module type and a common delivery mechanism in the automotive fuel cell stack structure for being joined to each other,
    연료전지의 각 구성셀의 양측면에 순차적으로 밀착되는 전류 집전판과 절연판 및 엔드 플레이트를 포갠 상태에서, 길이방향으로 연장된 다수개의 밴드가 고정되고, 체결수단을 통해 그 밴드의 양단이 상기 엔드 플레이트에 체결되는 단위 모듈 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 연료전지 스택 구조. A current collector plate and the insulating plates and end plates are sequentially adhered to the opposite side surfaces of the structural cells of the fuel cell in a superposed state, a plurality of bands extending in the longitudinal direction is fixed, through fastening means that both ends of the band, the end plate Vehicles for the fuel cell stack structure comprises a structure unit module is fastened to.
  2. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 전류 집전판은 상기 각 구성셀의 단위 모듈간의 전기적 연결이 구현 가능하도록 좌우 양측에 제1전류 인가홀이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 연료전지 스택 구조. The current collector plate is automotive fuel cell stack structure according to claim that applying the first current to the opposite left and right holes are formed so as to be able to implement the electrical connection between the unit modules of each of the configuration cells.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, According to claim 1 or 2,
    상기 공용분배기구와 결합되는 엔드 플레이트는 상기 제1전류 인가홀과 일치되게 천공된 제2전류 인가홀과, 상기 구성셀의 각 단위 모듈과 공용분배기구간의 실링성을 유지하기 위한 볼트체결용 홀 및 제2체결홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 연료전지 스택 구조. The public distribution mechanism and the end plate coupled to said first electric current applied to the hole and a second current perforated to match the hole and a bolt coupling hole for maintaining the sealing properties of each of the unit module and the common distributor section of the configuration cells and the automotive fuel cell stack structure according to claim further comprising a second fastening hole.
  4. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 체결수단은 볼트 또는 스크류인 것을 특징으로 하는 자동차용 연료전지 스택 구조. Said locking means is for automotive fuel cell stack structure which is characterized in that the bolt or screw.
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