KR100783842B1 - Assembling structure of electrochemical fuel cell stack - Google Patents

Assembling structure of electrochemical fuel cell stack Download PDF

Info

Publication number
KR100783842B1
KR100783842B1 KR1020060123593A KR20060123593A KR100783842B1 KR 100783842 B1 KR100783842 B1 KR 100783842B1 KR 1020060123593 A KR1020060123593 A KR 1020060123593A KR 20060123593 A KR20060123593 A KR 20060123593A KR 100783842 B1 KR100783842 B1 KR 100783842B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fastening
fuel cell
stack
plate
spacer
Prior art date
Application number
KR1020060123593A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
방인완
문희욱
Original Assignee
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020060123593A priority Critical patent/KR100783842B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100783842B1 publication Critical patent/KR100783842B1/en

Links

Images

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
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
    • H01M8/247—Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
    • 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
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
    • H01M8/247—Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
    • H01M8/248—Means for compression of the fuel cell stacks
    • 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
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/249—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells comprising two or more groupings of fuel cells, e.g. modular assemblies
    • 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

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

An assembling structure of a fuel cell stack is provided to prevent the sintering deformation of a fillet part and the generation of leak by transferring the uniform assembling force to an end plate. An assembling structure of a fuel cell stack comprises an end plate(40) assembled at the both sides of a stack(30) by using an assembling band plate(10) and a spacer(20), wherein the supporting(12) part of the assembling band plate having the increased bending stiffness is closely adhered at the upper and lower surfaces of a stack in length direction, its assembled part(11) is formed by bending the both ends of the supporting part, and the spacer is inserted between an end plate and the assembling band plate.

Description

연료전지 스택의 체결 구조{ASSEMBLING STRUCTURE OF ELECTROCHEMICAL FUEL CELL STACK}ASSEMBLING STRUCTURE OF ELECTROCHEMICAL FUEL CELL STACK}

도 1은 본 발명에 따른 단위 스택 모듈의 체결 구조를 나타내는 분해 사시도,1 is an exploded perspective view showing a fastening structure of a unit stack module according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 단위 스택 모듈의 체결 구조를 나타내는 결합 사시도,2 is a perspective view showing a coupling structure of the unit stack module according to the present invention;

도 3은 도 2의 요부를 나타내는 사시도와 A-A면을 취하여 도시한 단면도,3 is a cross-sectional view showing a perspective view and an A-A surface of the main portion of FIG.

도 4a는 본 발명에 따른 체결밴드 플레이트의 사시도,Figure 4a is a perspective view of a fastening band plate according to the present invention,

도 4b는 본 발명에 따른 스페이서의 사시도,4b is a perspective view of a spacer according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 대용량 스택의 체결 구조를 도시한 개략적인 결합 사시도,5 is a schematic coupling perspective view showing a fastening structure of a large-capacity stack according to the present invention;

도 6은 도 5의 요부를 도시한 개략적인 측면도,6 is a schematic side view showing the main part of FIG. 5;

도 7은 종래 연료전지 스택의 체결 구조의 요부를 도시한 사시도.7 is a perspective view showing a main portion of a fastening structure of a conventional fuel cell stack.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 체결밴드 플레이트 11, 41 : 체결부10: fastening band plate 11, 41: fastening part

12 : 지지부 15 : 필렛부12: support portion 15: fillet portion

20 : 스페이서 30 : 스택20: spacer 30: stack

33 : 셀 40 : 엔드 플레이트33: cell 40: end plate

50 : 공용모듈50: common module

본 발명은 연료전지 스택의 체결 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 굽힘 강성을 증대한 체결밴드 플레이트(10)와 탄성을 갖는 스페이서(20)를 사용하여 체결력을 균일하게 유지하고 리크 발생을 방지할 수 있는 연료전지 스택의 체결 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a fastening structure of a fuel cell stack, and more particularly, by using a fastening band plate 10 having an increased bending stiffness and an elastic spacer 20 to maintain a fastening force uniformly and prevent leakage. And a fastening structure of a fuel cell stack.

이산화탄소 발생으로 인한 지구 온난화 현상 등 여러 가지 환경오염 문제 해결을 위해 화석연료를 대신할 청정에너지원으로서, 태양광, 태양열 에너지, 바이오 에너지, 풍력 에너지, 수소 에너지에 대한 관심이 집중되고 있으며, 그중 수소를 연료로 사용하는 연료전지 분야도 급속한 연구가 진행되고 있다.As a clean energy source to replace fossil fuels to solve various environmental pollution problems such as global warming due to carbon dioxide generation, attention is focused on solar energy, solar energy, bioenergy, wind energy, and hydrogen energy. There is also a rapid research in the field of fuel cells using fuel as a fuel.

연료전지의 기본 구조는 다공성 구조의 전극, 그리고 양극과 음극 사이에 위치하며 이온 전도성을 갖는 전해질로 이루어져 있고, 기체 상의 연료는 음극에 공급되고 산소를 함유하는 기체는 양극에 공급되며, 반응기체와 전해질, 고체인 촉매가 공존하는 삼상계면 영역에서 전기화학적 반응으로 발생한 전자가 외부회로를 통해 흐르는 원리로 발전을 하게 된다. The basic structure of the fuel cell is composed of a porous electrode and an electrolyte having an ion conductivity located between the anode and the cathode. The gaseous fuel is supplied to the cathode and the oxygen-containing gas is supplied to the anode. In the three-phase interface region in which an electrolyte and a solid catalyst coexist, electrons generated by an electrochemical reaction flow through an external circuit.

연료전지 원리를 다시 설명하면, 물을 전기분해하면 전극에서 산소와 수소가 발생하는데, 연료전지는 물의 전기분해 역반응을 이용하는 것으로 수소와 산소로부터 전기와 물을 만들어 내는 것이다. To explain the fuel cell principle again, the electrolysis of water produces oxygen and hydrogen at the electrode, which uses electricity to reverse the electrolysis of water to produce electricity and water from hydrogen and oxygen.

연료전지는 일반 화학전지(예, 건전지, 축전지 등)와 달리 수소와 산소가 공급되는 한 계속 전기를 생산할 수 있으므로, 공기만 있으면 무한히 사용할 수 있는 에너지란 뜻이 된다.Unlike conventional chemical cells (eg batteries, accumulators, etc.), fuel cells can continue to produce electricity as long as hydrogen and oxygen are supplied, meaning that energy can be used indefinitely with air.

대개, 연료전지에서 전기를 일으키는 하나의 기본체를 셀(cell)이라고 한다.Usually, one basic body that generates electricity in a fuel cell is called a cell.

연료극과 공기극에 각각 수소와 공기(산소)가 공급되어 전해질과 반응하여 이온을 형성하고, 이렇게 생성된 이온이 전기화학반응을 일으켜 물을 형성하는 과정에서 연료극에 전자가 생성되어 공기극으로 이동하면서 결국 전기를 발생시킨다.Hydrogen and air (oxygen) are supplied to the anode and the cathode, respectively, to react with the electrolyte to form ions, and in the process of forming the water by forming an electrochemical reaction, electrons are generated in the anode and move to the cathode. Generate electricity.

한 개의 셀(cell)에서 전기가 발생하지만, 이 전기의 양은 우리가 실생활에 사용하기에는 매우 적은 양이다. Electricity is generated in one cell, but this amount is very small for us to use in real life.

이에, 상기 셀(cell)들을 여러 개 포개서 많은 양의 전기에너지로 사용하게 되는데, 여러 개의 셀(cell)들을 모아 놓은 것을 스택(Stack)이라고 한다.Thus, a plurality of cells are stacked and used as a large amount of electrical energy, and a collection of several cells is called a stack.

한편, 차량에서도 기존 내연기관을 대체할 수 있는 연료전지에 대한 연구들이 있어 왔으며, 특히 차량용인 경우 전지 자체가 이동하기 때문에 강한 스택의 체결 구조가 요구되고 있다.On the other hand, there have been studies on fuel cells that can replace existing internal combustion engines in vehicles, and in particular, in the case of vehicles, the fastening structure of a strong stack is required because the cells move.

차량에 이용되는 종래의 체결 구조를 첨부한 도 7을 참조로 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 7 attached to a conventional fastening structure used for a vehicle as follows.

종래의 스택 모듈은 연료 전지 셀을 사이에 두고 양측에 집전판과 절연판 및 엔드 플레이트(4)가 덧대어지게 한 다음, 단일경로로 감싸는 체결밴드 플레이트(1)가 묶어준 구조로 되어 있다.In the conventional stack module, the current collector plate, the insulation plate, and the end plate 4 are padded on both sides with the fuel cell interposed therebetween, and then the fastening band plate 1 wrapped in a single path is bundled.

또한, 상기 엔드 플레이트(4)와 집전판 및 절연판의 접합성을 유지하기 위해 엔드 플레이트(4)와 체결밴드 플레이트(1) 사이에 스페이서(2)를 삽입하여 균일한 하중을 가한다.In addition, the spacer 2 is inserted between the end plate 4 and the fastening band plate 1 in order to maintain the bonding between the end plate 4, the current collector plate, and the insulating plate, and a uniform load is applied thereto.

이때, 체결을 유지하기 위해 높은 볼트 하중을 가하게 되는데, 이로 인해 체결밴드 플레이트(1)의 소성 변형이 일어나게 되고, 상기 소성 변형이 일어난 상태에서 차량 운행시 그 진동으로 인해 스페이서(2)가 탈거될 수 있다.At this time, a high bolt load is applied to maintain the fastening, which causes plastic deformation of the fastening band plate 1, and the spacer 2 may be removed due to the vibration when the vehicle is driven in the plastic deformation state. Can be.

또한, 소성 변형이 일어나게 되면 스택 모듈의 체결력이 약화되어 엔드 플레이트(4)와 스택 간의 접합성이 약화되고, 결국 연료전지의 출력밀도 저하를 초래하게 된다.In addition, when plastic deformation occurs, the fastening force of the stack module is weakened, thereby weakening the adhesion between the end plate 4 and the stack, which in turn causes a decrease in the output density of the fuel cell.

상기와 같은 체결구조로 이루어진 단위 스택 모듈은 그것을 여러 개 포개고 공용모듈(5)을 개재하여 대용량 스택으로 구성한다.The unit stack module made of the fastening structure as described above is stacked in a plurality and constitutes a large capacity stack via the common module (5).

첨부한 도 6을 보면, 단위 스택 모듈과 공용모듈(5)은 엔드 플레이트(4)에 형성된 체결부에 볼트를 사용하여 체결된다.Referring to FIG. 6, the unit stack module and the common module 5 are fastened using bolts to a fastening portion formed on the end plate 4.

대용량 스택 체결 구조에서, 공용모듈(5)과 엔드 플레이트(4)의 기밀성을 유지하기 위하여 볼트에 의존하게 되는데, 그 체결력이 엔드 플레이트(4)에 균일하게 전달 유지되지 못하고 접합성이 약화되어 상기 엔드 플레이트(4)에 굽힘 변형으로 인한 리크(leak)가 발생하게 된다.In the mass stack fastening structure, it is dependent on the bolt to maintain the airtightness of the common module 5 and the end plate 4, the fastening force is not evenly transmitted to the end plate 4 and the bonding is weakened, so that the end Leak due to bending deformation occurs in the plate 4.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 단위 스택 모듈과 대용량 스택의 체결 구조에 있어서, 종래 기술의 문제점인 필렛부의 소성변형과, 엔드 플레이트와 스택 간의 접합성 약화와 리크 발생을 방지 및 개선하도록 굽힘 강성을 증대한 체결밴드 플레이트와 탄성을 갖는 스페이서를 사용하여 균일한 체결력을 전달 유지하고 접합성을 지속하여 리크 발생을 방지할 수 있는 연료전지 스택의 체결 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been invented to solve the above problems, in the fastening structure of the unit stack module and the large-capacity stack, the plastic deformation of the fillet portion, which is a problem of the prior art, and prevents weakening of the bond between the end plate and the stack and occurrence of leakage. And to provide a fastening structure of a fuel cell stack that can maintain a uniform fastening force by using fastening band plates and elastic spacers to increase bending stiffness to improve and maintain bonding to prevent leakage. .

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 스택의 양측에 엔드 플레이트를 덧대어 체결밴드 플레이트와 스페이서를 이용하여 체결한 단위 스택 모듈의 체결 구조에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention in the fastening structure of the unit stack module is fastened by using a fastening band plate and a spacer by attaching the end plate on both sides of the stack,

상기 체결밴드 플레이트는 그 지지부가 스택의 상하면에 길이 방향을 따라 밀착되고, 그 체결부는 상기 지지부의 양단이 굴곡되어 형성되며 굽힘 방지를 위해 굽힘 강성을 증대하여 형성하고; 엔드 플레이트와 체결밴드 플레이트 사이에 스페이서를 삽입하여 체결한 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 체결 구조를 제공한다.The fastening band plate is formed in the support portion is in close contact with the top and bottom of the stack in the longitudinal direction, the fastening portion is formed by bending both ends of the support portion to increase the bending stiffness to prevent bending; A fastening structure of a fuel cell stack is provided by inserting a spacer between an end plate and a fastening band plate.

바람직한 일실시예로서, 상기 체결부는 그 하면을 'ㄷ'형 단면으로 형성하여 굽힘 강성이 증대되도록 구성한 것을 특징으로 한다.As a preferred embodiment, the fastening portion is formed to form a '' 'cross-section of the lower surface is characterized in that configured to increase the bending rigidity.

바람직한 다른 일실시예로서, 상기 스페이서는 그 측면이 'U'형 단면으로 이 루어진 플레이트 형상의 탄성 부재인 것을 특징으로 한다.In another preferred embodiment, the spacer is characterized in that the side of the plate-shaped elastic member consisting of a 'U' cross-section.

바람직한 또 다른 일실시예로서, 상기 스페이서는 판 스프링인 것을 특징으로 한다.In another preferred embodiment, the spacer is characterized in that the leaf spring.

한편, 단위 스택 모듈을 여러 개 포개고 공용모듈을 개재하여 구성하는 대용량 스택의 체결 구조에 있어서,On the other hand, in the fastening structure of a large-capacity stack, which is composed of a plurality of unit stack modules and configured through a common module

엔드 플레이트의 상단과 하단에 체결부를 형성하고, 플레이트 형상의 탄성 부재인 스페이서를 상기 체결부와 볼트 사이에 삽입 체결하여, 엔드 플레이트에 균일한 체결력을 전달할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.A fastening part is formed at the upper end and the lower end of the end plate, and a spacer, which is a plate-shaped elastic member, is inserted and fastened between the fastening part and the bolt to be configured to transmit a uniform fastening force to the end plate.

바람직한 일실시예로서, 상기 스페이서는 그 측면이 'U'형 단면인 판 스프링으로 이루어진 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the spacer is characterized in that the side is made of a leaf spring having a 'U' cross-section.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 단위 스택 모듈의 체결 구조를 나타내는 분해 사시도이고, 도 3은 단위 스택 모듈의 요부를 나타내는 사시도와 A-A면을 취하여 도시한 단면도이다.1 is an exploded perspective view illustrating a fastening structure of a unit stack module according to the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing a perspective view and an A-A surface of a main portion of the unit stack module.

본 발명에 따른 연료전지 스택의 체결 구조는 스택(30)의 양측에 집전판(31)과 절연판(32)을 두고, 그 양측에 엔드 플레이트(40)를 덧대어 체결밴드 플레이트(10)와 스페이서(20)를 볼트(14)로 체결하여 구성한다.In the fastening structure of the fuel cell stack according to the present invention, the current collector plate 31 and the insulating plate 32 are disposed on both sides of the stack 30, and the end plate 40 is padded on both sides thereof to attach the fastening band plate 10 and the spacers. It is configured by fastening the bolt 20 to the bolt 20.

상기 집전판(31)과 절연판(32)은 스택(30)의 양측면에 밀착되는 얇은 판재로서, 셀(33)의 면적과 동일한 면적을 갖는다.The current collector plate 31 and the insulating plate 32 are thin plate materials that are in close contact with both sides of the stack 30 and have the same area as that of the cell 33.

상기 절연판(32)에 밀착되는 엔드 플레이트(40)는 얇은 판재로 된 부재로서, 상단과 하단에는 양쪽에 한 개씩 각각 두 개의 체결부(41)가 형성되어 있다.The end plate 40 in close contact with the insulating plate 32 is a thin plate member, and two fastening portions 41 are formed at each of the upper and lower ends, one on each side.

상기 체결밴드 플레이트(10)는 소정의 길이를 갖는 띠 형상으로서, 그 지지부(12)는 스택 모듈 체결시 스택(30)의 상하면에 밀착되고, 그 체결부(11)는 상기 지지부(12)가 수직으로 굴곡되어 형성되며, 상기 체결부(11)의 중앙에 볼트홀(13)이 형성되고, 굽힘 강성이 증대되도록 상기 체결부의 하면(11a)을 'ㄷ'형 단면으로 형성하여 볼트(14)의 체결력에 의한 굽힘 하중을 상쇄할 수 있게 한다.The fastening band plate 10 has a band shape having a predetermined length, and the support part 12 is in close contact with the upper and lower surfaces of the stack 30 when the stack module is fastened, and the fastening part 11 is connected to the support part 12. It is formed to be bent vertically, the bolt hole 13 is formed in the center of the fastening portion 11, the lower surface (11a) of the fastening portion to form a 'c' shaped cross section so that the bending rigidity is increased by the bolt (14) It is possible to offset the bending load due to the clamping force of.

스페이서(20)는 그 측면(21)이 'U'형 단면으로 이루어진 플레이트 형상의 탄성 부재로서, 그 상면(22)에 볼트홀을 형성하고 체결밴드 플레이트(10)와 엔드 플레이트(40) 사이에 삽입되어 볼트로 체결된다.The spacer 20 is a plate-shaped elastic member whose side surface 21 has a 'U'-shaped cross section, and forms a bolt hole in the upper surface 22 and between the fastening band plate 10 and the end plate 40. Inserted and fastened with bolts.

상기와 같은 체결 구조를 갖는 단위 스택 모듈을 여러 개 포개고 공용모듈(50)을 개재하여 대용량 스택을 구성하게 된다.A plurality of unit stack modules having the fastening structure as described above are stacked and a large capacity stack is formed through the common module 50.

첨부한 도 5와 도 6에서 보면, 대용량 스택은 공용모듈(50)을 개재하고 엔드 플레이트(40)를 체결하기 위하여 체결부(41)를 형성한다.5 and 6, the large-capacity stack forms a fastening portion 41 to fasten the end plate 40 through the common module 50.

상기 체결부(41)는 엔드 플레이트(40)의 상부와 하부의 외측에 돌출되어 형성되고, 그 중앙에 볼트홀을 구비한다.The fastening portion 41 is formed to protrude outside the upper and lower portions of the end plate 40, and has a bolt hole in the center thereof.

이때, 엔드 플레이트(40)와 볼트 사이에, 측면(21)이 'U'형 단면으로 이루어진 플레이트 형상의 탄성 부재인 스페이서(20)를 삽입하여 볼트의 체결력이 균일하게 전달되도록 한다.At this time, between the end plate 40 and the bolt, the side surface 21 is inserted into the spacer 20 which is a plate-shaped elastic member consisting of a 'U' cross-section so that the fastening force of the bolt is uniformly transmitted.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 연료전지 스택의 체결상태를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the fastening state of the fuel cell stack according to the present invention configured as described above is as follows.

먼저 단위 스택 모듈의 체결상태를 살펴보면, 체결밴드 플레이트(10)의 체결부(11)의 'ㄷ'형 단면에 의해 굽힘 강성이 증대되어, 높은 볼트 하중으로 인한 필렛부(15)의 굽힘 하중이 상쇄되며, 이는 체결밴드 플레이트(10)의 소성 변형을 방지하여 상기 소성 변형으로 인한 스페이서(20)의 탈거 가능성이 제거된다.First, when the fastening state of the unit stack module, the bending rigidity is increased by the 'c' cross section of the fastening portion 11 of the fastening band plate 10, the bending load of the fillet portion 15 due to the high bolt load This prevents plastic deformation of the fastening band plate 10, thereby eliminating the possibility of removing the spacer 20 due to the plastic deformation.

스페이서(20)는 볼트의 체결력에 의하여 굽힘 하중을 받게 되는데, 그 상면(22)은 볼트와 체결밴드 플레이트(10)에 의해 구속되므로 상기 굽힘 하중은 그 하면(23)에 작용하게 되어 균일한 체결력을 전달하여 엔드 플레이트(40)와 스택(30) 간의 접합성이 지속된다.The spacer 20 is subjected to the bending load by the fastening force of the bolt, the upper surface 22 is constrained by the bolt and the fastening band plate 10, so that the bending load acts on the lower surface 23 and uniform fastening force The bond between the end plate 40 and the stack 30 is maintained by passing through.

대용량 스택은 볼트의 체결력에 의하여 스페이서(20)에 굽힘 하중이 가해지게 된다.In the large-capacity stack, a bending load is applied to the spacer 20 by the fastening force of the bolt.

상기 굽힘 하중은 스페이서의 하면(23)과 엔드 플레이트(40)에 전달되며, 스페이서(20)의 탄성에 의하여 엔드 플레이트(40)에 균일한 체결력이 유지되고 굽힘이 방지되어, 엔드 플레이트(40)와 공용모듈(50) 간에 접합성이 지속되어 리크를 방지한다.The bending load is transmitted to the lower surface 23 and the end plate 40 of the spacer, the uniform fastening force is maintained on the end plate 40 by the elasticity of the spacer 20 and bending is prevented, the end plate 40 Is maintained between the common module and the common module 50 to prevent leakage.

또한, 차량 운행시 진동에 의한 떨림을 스페이서(20)가 완충한다.In addition, the spacer 20 buffers vibration caused by vibrations when the vehicle is running.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.While the invention has been shown and described with respect to certain preferred embodiments thereof, the invention is not limited to these embodiments, and has been claimed by those of ordinary skill in the art to which the invention pertains. It includes all the various forms of embodiments that can be implemented without departing from the spirit.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 연료전지 스택의 체결 구조에서 굽힘 강성이 증대된 체결밴드 플레이트와 탄성을 지닌 스페이서는, 필렛부의 소성변형을 방지하고, 엔드 플레이트에 균일한 체결력을 전달하여 상기 엔드 플레이트와 단위 스택 모듈 및 공용모듈과의 접합성을 유지하고 리크 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.As described above, in the fastening structure of the fuel cell stack according to the present invention, the fastening rigidity of the fastening band plate and the spacer having elasticity prevent plastic deformation of the fillet part and transmit uniform fastening force to the end plate. It is effective to maintain the adhesion between the end plate and the unit stack module and the common module and to prevent the occurrence of leaks.

Claims (6)

스택(30)의 양측에 엔드 플레이트(40)를 덧대어 체결밴드 플레이트(10)와 스페이서(20)를 이용하여 체결한 단위 스택 모듈의 체결 구조에 있어서,In the fastening structure of the unit stack module in which the end plate 40 is attached to both sides of the stack 30 and fastened by using the fastening band plate 10 and the spacer 20, 상기 체결밴드 플레이트(10)는 그 지지부(12)가 스택(30)의 상하면에 길이 방향을 따라 밀착되고, 그 체결부(11)는 상기 지지부(12)의 양단이 굴곡되어 형성되며 굽힘 방지를 위해 굽힘 강성을 증대하여 형성하고;The fastening band plate 10 is the support 12 is in close contact with the upper and lower surfaces of the stack 30 in the longitudinal direction, the fastening portion 11 is formed by both ends of the support 12 is bent to prevent bending To increase bending stiffness; 엔드 플레이트(40)와 체결밴드 플레이트(10) 사이에 스페이서(20)를 삽입하여 체결한 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 체결 구조.Fastening structure of the fuel cell stack, characterized in that the fastening by inserting the spacer 20 between the end plate 40 and the fastening band plate 10. 청구항 1에 있어서, 상기 체결부(11)는 그 하면(11a)을 'ㄷ'형 단면으로 형성하여 굽힘 강성이 증대되도록 구성한 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 체결 구조.The fastening structure of a fuel cell stack according to claim 1, wherein the fastening portion (11) has a lower surface (11a) formed in a 'c' cross section so as to increase bending rigidity. 청구항 1에 있어서, 상기 스페이서(20)는 그 측면(21)이 'U'형 단면으로 이루어진 플레이트 형상의 탄성 부재인 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 체결 구조.The fastening structure of a fuel cell stack according to claim 1, wherein the spacer (20) is a plate-shaped elastic member whose side surface (21) has a 'U' cross section. 청구항 3에 있어서, 상기 스페이서(20)는 판 스프링인 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 체결 구조.The fastening structure of a fuel cell stack according to claim 3, wherein the spacer (20) is a leaf spring. 단위 스택 모듈을 여러 개 포개고 공용모듈(50)을 개재하여 구성하는 대용량 스택의 체결 구조에 있어서,In the fastening structure of a large-capacity stack formed by stacking several unit stack modules and interposing the common module 50, 엔드 플레이트(40)의 상단과 하단에 체결부(41)를 형성하고, 플레이트 형상의 탄성 부재인 스페이서(20)를 상기 체결부(41)와 볼트 사이에 삽입 체결하여, 엔드 플레이트(40)에 균일한 체결력을 전달할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 체결 구조.The fastening part 41 is formed in the upper end and the lower end of the end plate 40, and the spacer 20 which is a plate-shaped elastic member is inserted and fastened between the said fastening part 41 and a bolt, and is connected to the end plate 40. FIG. Fastening structure of a fuel cell stack, characterized in that configured to deliver a uniform fastening force. 청구항 5에 있어서, 상기 스페이서(20)는 그 측면(21)이 'U'형 단면인 판 스프링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 체결 구조.The fastening structure of a fuel cell stack according to claim 5, wherein the spacer (20) is formed of a leaf spring whose side surface (21) is a 'U' cross section.
KR1020060123593A 2006-12-07 2006-12-07 Assembling structure of electrochemical fuel cell stack KR100783842B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060123593A KR100783842B1 (en) 2006-12-07 2006-12-07 Assembling structure of electrochemical fuel cell stack

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060123593A KR100783842B1 (en) 2006-12-07 2006-12-07 Assembling structure of electrochemical fuel cell stack

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100783842B1 true KR100783842B1 (en) 2007-12-10

Family

ID=39140294

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060123593A KR100783842B1 (en) 2006-12-07 2006-12-07 Assembling structure of electrochemical fuel cell stack

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100783842B1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100986535B1 (en) 2008-03-12 2010-10-07 기아자동차주식회사 Bearing Stress Control Apparatus for Fuel Cell Vehicle
KR100992737B1 (en) 2008-02-22 2010-11-05 기아자동차주식회사 Fuel battery stack of fuel cell vehicle
WO2014168330A1 (en) * 2013-04-08 2014-10-16 현대하이스코 주식회사 Fuel cell having excellent clamping force
KR20160074710A (en) * 2014-12-17 2016-06-29 현대자동차주식회사 Apparatus for maintaining distance between fuelcell stacks
US20220181671A1 (en) * 2019-03-29 2022-06-09 Osaka Gas Co., Ltd. Electrochemical Module, Electrochemical Device, and Energy System

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61116769A (en) 1984-11-12 1986-06-04 Sanyo Electric Co Ltd Stack frame fastening device of fuel cell
US20060093890A1 (en) 2004-10-29 2006-05-04 Steinbroner Matthew P Fuel cell stack compression systems, and fuel cell stacks and fuel cell systems incorporating the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61116769A (en) 1984-11-12 1986-06-04 Sanyo Electric Co Ltd Stack frame fastening device of fuel cell
US20060093890A1 (en) 2004-10-29 2006-05-04 Steinbroner Matthew P Fuel cell stack compression systems, and fuel cell stacks and fuel cell systems incorporating the same

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100992737B1 (en) 2008-02-22 2010-11-05 기아자동차주식회사 Fuel battery stack of fuel cell vehicle
KR100986535B1 (en) 2008-03-12 2010-10-07 기아자동차주식회사 Bearing Stress Control Apparatus for Fuel Cell Vehicle
WO2014168330A1 (en) * 2013-04-08 2014-10-16 현대하이스코 주식회사 Fuel cell having excellent clamping force
KR20160074710A (en) * 2014-12-17 2016-06-29 현대자동차주식회사 Apparatus for maintaining distance between fuelcell stacks
KR101724807B1 (en) 2014-12-17 2017-04-10 현대자동차주식회사 Apparatus for maintaining distance between fuelcell stacks
US20220181671A1 (en) * 2019-03-29 2022-06-09 Osaka Gas Co., Ltd. Electrochemical Module, Electrochemical Device, and Energy System
US11757122B2 (en) * 2019-03-29 2023-09-12 Osaka Gas Co., Ltd. Electrochemical module, electrochemical device, and energy system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3614822B2 (en) Fuel cell
EP2360768B1 (en) Cell stack of fuel cells and method for fastening cell stack of fuel cells
KR100873238B1 (en) Mounting device of fuel cell stack
EP0975039A2 (en) Solid electrolyte fuel cell stack
US8697312B2 (en) Cell stack of fuel cell and method of fastening cell stack of fuel cell
KR100783842B1 (en) Assembling structure of electrochemical fuel cell stack
KR20100007862A (en) Solid oxide fuel cell device
US20100227243A1 (en) Fuel cell stack with metal separators
JP2010257735A (en) Battery pack
JP2004362940A (en) Cell stack of fuel battery
JP4645092B2 (en) Fuel cell device
KR100488875B1 (en) Assembling structure of electrochemical fuel cell stack
KR100569133B1 (en) A fuel cell module for electric vehicles
JP2006108009A (en) Fuel cell stack
JP2002260706A (en) Fuel cell
KR100514375B1 (en) A device for tightening stacks of fuel cell in electric vehicles
JP4461949B2 (en) Solid oxide fuel cell
JP5011724B2 (en) Fuel cell
JP7455712B2 (en) Fuel cell
JP4192047B2 (en) Fuel cell
KR100633464B1 (en) Manufacturing method and Polymer electrolyte fuel cell and the stack
US7989120B2 (en) Separator for high-temperature fuel cell
JP2008108485A (en) Fuel cell
JP5366793B2 (en) Fuel cell system
JP5214270B2 (en) Fuel cell

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20101201

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee