KR101105050B1 - Fuel cell stack - Google Patents
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Abstract
본 발명은 일체형 연료전지 스택에 관한 것이다.
본 발명에 따른 연료전지 스택은 4개의 꼭지점부를 가지는 박판 형태의 금속 본체 중심부에 형성되며 제1면으로부터 제2면으로 돌출되어 형성되는 반응가스 채널 및 상기 제2면에 돌출된 상기 반응가스 채널 사이에 형성되는 냉각수 채널로 이루어지는 채널부와, 상기 채널부의 양측면에 형성되는 매니폴드부와, 상기 매니폴드부의 외곽을 포함하는 상기 금속 본체의 테두리 및 실링을 필요로 하는 부위에 형성되는 가스켓을 포함하되, 상기 금속 본체의 네 꼭지점부 중 어느 하나에 스택 전압 검출 장치의 전극 단자부가 결합되도록 상기 꼭지점부와 인접한 영역의 상기 가스켓이 라운드 처리되어, 꼭지점과 상기 가스켓 사이의 영역에 삼각형 형태의 전극 단자결합 영역이 마련 되도록 한 연료전지용 금속 분리판; 및 상기 연료전지용 금속 분리판 사이마다 배치되는 막-전극접합체(MEA);를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an integrated fuel cell stack.
The fuel cell stack according to the present invention is formed at the center of a thin metal body having four vertices and is formed between a reaction gas channel protruding from a first surface to a second surface and the reaction gas channel protruding from the second surface. A channel portion formed of a coolant channel formed in the channel portion, a manifold portion formed on both sides of the channel portion, and a gasket formed at a portion requiring an edge and sealing of the metal body including an outer portion of the manifold portion, The gasket of the region adjacent to the vertex portion is rounded so that the electrode terminal portion of the stack voltage detecting device is coupled to any one of the four vertex portions of the metal body, and a triangular electrode terminal is coupled to the region between the vertex and the gasket. A fuel cell metal separator plate provided with an area; And a membrane-electrode assembly (MEA) disposed between the metal separator plates for the fuel cell.
Description
본 발명은 연료전지 스택에 관한 것으로, 연료전지 스택에 대한 전압 검출 장치의 결합 및 모니터링을 용이하게 수행할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.
The present invention relates to a fuel cell stack, and more particularly, to a technique for easily coupling and monitoring a voltage detection device to a fuel cell stack.
연료전지는 수소 가스와 산소 가스를 이용하여 전기 화학적으로 전기를 생산하는 장치로서, 외부에서 연속적으로 공급되는 연료(수소) 및 공기(산소)를 전기화학반응에 의하여 직접 전기에너지와 열에너지로 변환시키는 장치이다.A fuel cell is a device that produces electricity electrochemically using hydrogen gas and oxygen gas. The fuel cell converts fuel (hydrogen) and air (oxygen) continuously supplied from the outside into electrical energy and thermal energy by an electrochemical reaction. Device.
이러한 연료전지는, 산화전극(anode)에서의 산화반응 및 환원전극(cathode)에서의 환원반응을 이용하여 전력(electric power)을 생성하게 된다. 이때, 산화 및 환원 반응을 촉진시키기 위해 백금 또는 백금-루테늄 금속 등을 포함하는 촉매층과 고분자 전해질막으로 구성된 막-전극 접합체(Membrane Electrode Assembly; MEA)가 사용되며 막-전극 접합체 양단으로 전도성 물질의 분리판이 체결되어 셀(CELL) 구조를 이루게 된다. Such a fuel cell generates electric power using an oxidation reaction at an anode and a reduction reaction at a cathode. At this time, a membrane-electrode assembly (MEA) composed of a catalyst layer and a polymer electrolyte membrane containing platinum or platinum-ruthenium metal, etc. is used to promote the oxidation and reduction reactions. The separator is fastened to form a cell structure.
상기와 같은 셀 구조가 적층되어 연료전지 스택을 구성하게 되는데, 현재 상술한 연료전지는 대체 에너지(alternative energy source)로서 다양한 용도로 연구 및 사용되고 있으며, 대표적으로는 고분자 전해질막 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell; PEMFC)를 들 수 있다. 고분자 전해질막 연료전지는 출력밀도 및 에너지 전환효율이 높고 소형화 및 밀폐화가 가능한 장점 등 다양한 장점을 가지고 있다.The cell structure is stacked to form a fuel cell stack. The fuel cell is currently researched and used for various purposes as an alternative energy source, and is typically a polymer electrolyte membrane fuel cell. Fuel Cell; PEMFC). Polymer electrolyte membrane fuel cells have various advantages such as high output density, high energy conversion efficiency, and miniaturization and sealing.
때문에, 무공해 자동차, 가정용 발전 시스템, 이동통신장비, 군사용 장비, 의료기기 등 여러 가지 분야에서 대체에너지로 사용되고 있다.Therefore, it is used as alternative energy in various fields such as pollution-free automobiles, household power generation systems, mobile communication equipment, military equipment, and medical equipment.
한편, 일반적으로 연료전지 자동차에 사용되는 스택을 제조하기 위해서는, 다수의 셀을 적층시켜야 하고, 운전시 스택 성능의 저하 예컨대 역전 현상 또는 단락이 발생하지 않도록 상기 적층된 다수의 셀 전압을 항상 측정하여야 한다.On the other hand, in general, in order to manufacture a stack used in a fuel cell vehicle, a plurality of cells must be stacked, and the stacked plurality of cell voltages must be measured at all times so as to prevent degradation of stack performance, such as reversal or short circuit, during operation. do.
즉, 이러한 연료 전지 스택의 평가는 연료 전지 스택에서 발생되는 전류와 전압 측정으로 이루어지는데 특히, 각 셀(CELL)의 전압 측정은 스택 운전 시, 각 셀의 성능 및 특성을 나타내 주는 중요한 자료가 된다. In other words, the evaluation of the fuel cell stack is performed by measuring current and voltage generated in the fuel cell stack. In particular, the voltage measurement of each cell becomes an important data indicating the performance and characteristics of each cell during stack operation. .
따라서 연료 전지 스택이 최적의 상태로 안정적으로 운전되고 갑작스런 성능 감소에 따른 운전 정지를 위해선 각 셀의 전압을 정확하여 모니터링 해야 하며, 그에 따라 셀 전압 측정장치의 정확성이 요구된다.Therefore, in order to operate the fuel cell stack stably in an optimal state and to stop operation due to sudden decrease in performance, it is necessary to accurately monitor the voltage of each cell, thereby requiring the accuracy of the cell voltage measuring device.
종래에는, 상기 다수의 셀 전압을 검출하기 위해서, 스택 내의 분리판의 개수만큼 전선과 핀을 납땜하고, 상기 전선과 핀을 지지대에 고정하는 방법이 사용되었다. Conventionally, in order to detect the plurality of cell voltages, a method of soldering wires and pins by the number of separator plates in a stack and fixing the wires and pins to a support has been used.
그러나 상기와 같은 방식에 의하여 스택 셀의 전압을 검출하는 경우 스택의 흔들림으로 인해 핀이 빠지거나. 스택의 온도가 상승함에 따라 전선이 단락될 가능성이 있었다.However, if the voltage of the stack cell is detected by the above method, the pin may fall out due to the shaking of the stack. There was a possibility that the wires shorted as the stack temperature increased.
따라서, 상기 핀을 단자 형태로 제작하여 분리판에 고정시키는 방식이 사용되었다. Therefore, a method of manufacturing the pin in the form of a terminal and fixing the separator to the separator was used.
도 1은 종래 기술에 따른 스택 전압 검출 장치를 도시한 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a stack voltage detection apparatus according to the prior art.
도 1을 참조하면, 주요 구성으로서 전기화학 반응을 일으키는 전극과, 전기화학 반응에 의해 발생된 수소이온을 전달하는 전해질 막의 접합체인 막-전극 접합체(101, MEA; Membrane Electrode Assembly)와, 이를 지지하는 분리판(103)으로 이루어져 있다. Referring to FIG. 1, as a main configuration, a membrane-electrode assembly (MEA; Membrane Electrode Assembly) (101, MEA), which is an assembly of an electrode that causes an electrochemical reaction and an electrolyte membrane that transfers hydrogen ions generated by the electrochemical reaction, is supported. It consists of a separator plate (103).
이러한 구조의 연료 전지 중 특히, 연료전지 자동차에서는 더 높은 전력을 얻기 위해서 개별 단위 셀(CELL)을 필요한 전위만큼 적층하여 연료 전지 스택(100; Stack)으로 사용한다.Among fuel cells having such a structure, in particular, fuel cell vehicles, individual unit cells CELL are stacked as needed to obtain higher power and used as a
이러한 연료 전지 스택(100)은 다수개의 적층된 분리판(103)의 양측 단부를 지지하는 2개의 엔드플레이트(113, 115)가 체결봉(117)에 의해 결합되어 구성되며, 분리판(103)과 막-전극 접합체(101; MEA) 사이에는 가스교환을 효율적으로 하기 위한 가스 확산층(GDL)이 배치될 수 있다.The
상기와 같은 구조의 연료 전지 스택(100)에서 상호 화학반응에 의하여 발생한 전류는 도체의 분리판(103)을 통하여 흐르게 되며, 분리판(103)의 맨 끝에서 전극을 통하여 뽑아낸다. 또한, 발생한 물은 외부로 방출시키거나 화학반응을 일으키는데 일부 사용되기도 하는데, 이 때, 가능한 많은 양의 전류가 흐르는 연료 전지가 효율이 좋게 된다.In the
이러한 연료 전지 스택의 셀 전압을 측정하기 위한 종전의 셀 전압 측정장치는, 상기 도 1에서와 같이, 연료 전지 스택(100)의 분리판(103) 측면에 돌출부를 형성하여 이 돌출부에 소켓 형식의 전극 단자(130)를 고정하고, 전극 단자(130)에 끼워지는 각각의 분리판(103)들을 커넥터(107)와 연결시켜주는 전선(109)들이 형성된다. 이때, 전극 단자(130)는 전체 분리판(103)을 동시에 끼울 수 있는 형태로 형성될 수도 있고, 소정 개수의 그룹으로 나누어 끼울 수 있는 분할된 형태로도 형성될 수 있다.Conventional cell voltage measuring apparatus for measuring the cell voltage of the fuel cell stack, as shown in FIG. 1, by forming a protrusion on the side of the
그러나 상기와 같은 소켓 형식의 전극 단자(111)는 금속 분리판 제작 시 별도의 돌출부 형성을 고려해야 하는 불편함이 있고, 돌출부의 형상으로 인하여 분리판의 모양이 복잡해지는 문제가 있다.However, the electrode terminal 111 of the socket type as described above has the inconvenience of considering the formation of a separate protrusion when manufacturing the metal separator plate, there is a problem that the shape of the separator plate is complicated due to the shape of the protrusion.
도 2는 종래 기술에 따른 소켓 형식의 전극 단자와 분리판의 결합관계를 도시한 개략도이다.2 is a schematic diagram illustrating a coupling relationship between a socket type electrode terminal and a separator according to the related art.
도 2를 참조하면, 5장의 금속 분리판(110)이 형성되고, 각각의 분리판 측면에 전극 단자(130)가 끼워질 수 있는 돌출부(120)가 형성된다. 이때, 전극 단자(130)의 내측면에는 돌출부(120)와 대응되는 슬릿(140)이 형성되고, 슬릿(140)이 형성된 면과 반대면에는 슬릿(140) 내에 끼워진 금속 분리판(110)과 전기적으로 연결되어 커넥터(도 1의 107)로 이어지는 전선(109)이 형성된다.Referring to FIG. 2, five
여기서, 돌출부(120)들은 슬릿(140)에 용이하게 끼워질 수 있도록 균일하게 형성되어야 하며, 정확한 정렬이 이루어져야 전극 단자(130)에 형성된 모든 슬릿(140)에 각각의 금속 분리판(110)이 끼워질 수 있다.Here, the
이러한 과정은 매우 복잡하고 어려운 작업이기 때문에 작업성이 매우 나쁘고 수 차례 반복 실험에 의한 탈부착 할 경우, 돌출부가 손상되는 현상이 발생될 수 있다. 또한, 돌출부 크기에 한계가 있으므로, 접촉면적이 부족해지는 경우 정확한 셀 전압을 측정하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.Since this process is a very complicated and difficult task, the workability is very bad, and when detached and detached by repeated experiments, the protrusion may be damaged. In addition, since the size of the protrusion is limited, when the contact area is insufficient, it may not be possible to measure the correct cell voltage.
아울러, 도 1에 도시된 바와 같이 전극 단자(130)는 엔드 플레이트(113)를 관통하여 형성되는 전선(109)에 의해서 커넥터(107)에 연결된다. 이와 같은 경우 전선들을 일일이 정리해야 함은 물론이고, 각 분리판으로부터 나온 전선들을 구분하여 커넥터(107)에 매치시켜야 하는 불편함이 있다.In addition, as illustrated in FIG. 1, the
상기와 같은 문제들로 인해 연료 전지 스택의 각 셀에 대한 성능을 정확하게 측정할 수 없으며, 각 셀의 성능이 공급 가스의 부족이나 쇼트 등으로 인해 갑작스럽게 저하되었을 경우, 이를 모니터링 하고 해당 연료 전지 스택에 대한 신속한 조치가 취해지지 못하여 연료 전지 스택의 열화를 일으키게 하는 등의 문제들이 발생할 수 있다.
Due to the above problems, the performance of each cell of the fuel cell stack cannot be accurately measured, and if the performance of each cell suddenly decreases due to a shortage or shortage of supply gas, the fuel cell stack is monitored and monitored. Problems may arise, such as failing to take prompt action, leading to deterioration of the fuel cell stack.
본 발명은 연료전지 스택의 모서리부에 배치되는 소켓형의 전극 단자를 이용함으로써, 별도의 돌출부 형성을 필요로 하지 않도록 하여, 분리판 제조 및 정렬 효율을 향상시킬 수 있고, 모서리부면 어디든 용이하게 탈부착이 가능하도록 하여 각 셀의 특성에 따라 정확한 특성을 측정할 수 있도록 하며, 접촉면적을 자유롭게 조절하고, 검출을 수행하기 위한 각종 소자를 포함하는 인쇄회로기판부 및 결과를 표시할 수 있는 디스플레이부를 일체형으로 형성함으로써, 각 셀의 성능을 용이하게 모니터링 하고 문제 발생시 연료전지 스택에 대한 신속한 조치가 취해지도록 하는 일체형 연료전지 스택을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
According to the present invention, by using a socket-type electrode terminal disposed at a corner of a fuel cell stack, a separate projecting part can be avoided, thereby improving separation plate manufacturing and alignment efficiency, and easily detachable at any corner. This enables the measurement of accurate characteristics according to the characteristics of each cell, freely adjusting the contact area, and including a printed circuit board unit including various elements for performing detection and a display unit capable of displaying results. It is an object of the present invention to provide an integrated fuel cell stack in which the performance of each cell is easily monitored and a quick action on the fuel cell stack is taken when a problem occurs.
본 발명에 따른 연료전지 스택은 4개의 꼭지점부를 가지는 박판 형태의 금속 본체 중심부에 형성되며 제1면으로부터 제2면으로 돌출되어 형성되는 반응가스 채널 및 상기 제2면에 돌출된 상기 반응가스 채널 사이에 형성되는 냉각수 채널로 이루어지는 채널부와, 상기 채널부의 양측면에 형성되는 매니폴드부와, 상기 매니폴드부의 외곽을 포함하는 상기 금속 본체의 테두리 및 실링을 필요로 하는 부위에 형성되는 가스켓을 포함하되, 상기 금속 본체의 네 꼭지점부 중 어느 하나에 스택 전압 검출 장치의 전극 단자부가 결합되도록 상기 꼭지점부와 인접한 영역의 상기 가스켓이 라운드 처리되어, 꼭지점과 상기 가스켓 사이의 영역에 삼각형 형태의 전극 단자결합 영역이 마련 되도록 한 연료전지용 금속 분리판 및 상기 연료전지용 금속 분리판 사이마다 배치되는 막-전극접합체(MEA)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The fuel cell stack according to the present invention is formed at the center of a thin metal body having four vertices and is formed between a reaction gas channel protruding from a first surface to a second surface and the reaction gas channel protruding from the second surface. A channel portion formed of a coolant channel formed in the channel portion, a manifold portion formed on both sides of the channel portion, and a gasket formed at a portion requiring an edge and sealing of the metal body including an outer portion of the manifold portion, The gasket of the region adjacent to the vertex portion is rounded so that the electrode terminal portion of the stack voltage detecting device is coupled to any one of the four vertex portions of the metal body, and a triangular electrode terminal coupling is formed between the vertex portion and the gasket. Fuel cell metal separator plate and fuel cell metal separator plate It characterized in that it comprises a membrane-electrode assembly (MEA) is arranged.
여기서, 상기 연료전지 스택의 측벽에 절연 및 상기 금속 분리판 보호를 위한 버퍼층을 더 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 전극 단자결합 영역은 마크표시되거나, 도금에 의해 표시가 되는 것을 특징으로 하고, 상기 전극 단자결합 영역의 상기 금속 분리판 측벽에는 상기 전극 단자부와의 결합을 위한 체결 홈이 더 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 체결 홈은 반원형 또는 다각형 형태로 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 체결 홈은 상기 전극 단자결합 영역의 각 금속 분리판 측벽에 하나 이상씩 형성되거나, 톱니 형태가 되도록 연속적으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
The method may further include a buffer layer on the sidewall of the fuel cell stack for insulating and protecting the metal separator, wherein the electrode terminal coupling region is marked or marked by plating. The metal separation plate sidewall of the electrode terminal coupling region is characterized in that the coupling groove for coupling with the electrode terminal portion is further formed, the coupling groove is characterized in that formed in a semi-circular or polygonal shape, At least one sidewall of each metal separator plate of the electrode terminal coupling region may be formed or continuously formed to have a sawtooth shape.
본 발명에 따른 연료전지의 스택 전압 검출 장치는 연료전지 스택의 모서리부에 배치되는 소켓형의 전극 단자를 이용함으로써, 분리판에 별도의 돌출부를 형성하지 않도록 하여, 분리판 제조 단가를 낮출 수 있도록 하는 효과를 제공한다. The stack voltage detection apparatus of a fuel cell according to the present invention uses a socket-type electrode terminal disposed at an edge of a fuel cell stack, so that a separate protrusion is not formed on the separator plate, so that the cost of manufacturing the separator plate can be lowered. To provide the effect.
아울러, 본 발명에 따른 스택 전압 검출 장치를 포함하는 연료전지 스택은 분리판 정렬 시 단자 결합을 위해서 돌출부를 일일이 맞추어가며 정렬할 필요가 없고, 금속 분리판의 꼭지점부만 정렬되도록 하므로, 분리판의 정렬 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 스택의 모서리부를 몰딩하는 형태로 단자가 결합되고, 스택의 외부면을 보호하는 동시에 모니터링이 가능한 구조를 제공하므로, 연료전지 스택의 외관이 좋아지고, 스택의 견고성도 향상시킬 수 있도록 하는 효과를 제공한다.In addition, the fuel cell stack including the stack voltage detecting apparatus according to the present invention does not need to align the protrusions for the terminal coupling when the separator is aligned, so that only the vertices of the metal separator are aligned. Alignment efficiency can be improved. In addition, the terminals are coupled in the form of molding the corners of the stack, providing a structure that can be monitored while protecting the outer surface of the stack, thereby improving the appearance of the fuel cell stack and improving the robustness of the stack. To provide.
아울러, 스택의 모서리부면 어느 모서리이든 용이하게 탈부착이 가능하므로, 각 셀의 특성에 따라 정확한 특성을 측정할 수 있도록 하며, 단자의 접촉면적을 자유롭게 조절할 수 있어 각 셀의 성능을 용이하게 모니터링 하고 문제 발생시 전지 스택에 대한 신속한 조치가 취해지도록 하는 효과를 제공한다.
In addition, since any edge of the stack can be easily attached and detached, it is possible to measure accurate characteristics according to the characteristics of each cell, and the contact area of the terminal can be freely adjusted to easily monitor and troubleshoot the performance of each cell. It provides the effect of taking prompt action on the cell stack when it occurs.
도 1은 종래 기술에 따른 스택 전압 검출 장치를 도시한 개략도.
도 2는 종래 기술에 따른 소켓 형식의 전극 단자와 분리판의 결합관계를 도시한 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 소켓 형식의 전극 단자와 금속 분리판의 결합관계를 도시한 개략도.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 연료전지 스택 전압 검출 장치의 실시예들을 도시한 개략도들.
도 6은 본 발명에 따른 일체형 연료전지의 스택 전압 검출 장치 및 이를 포함하는 연료전지 스택을 도시한 개략도.
도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 연료전지 스택을 구성하는 금속 분리판과 전극 단자의 결합관계를 도시한 평면도들.1 is a schematic diagram showing a stack voltage detection apparatus according to the prior art.
2 is a schematic diagram showing a coupling relationship between a socket-type electrode terminal and a separator according to the prior art;
3 is a schematic diagram showing a coupling relationship between a socket type electrode terminal and a metal separator plate according to the present invention;
4 and 5 are schematic views showing embodiments of a fuel cell stack voltage detection apparatus according to the present invention.
Figure 6 is a schematic diagram showing a stack voltage detection device and a fuel cell stack including the same of the integrated fuel cell according to the present invention.
7 to 9 are plan views illustrating a coupling relationship between a metal separator and an electrode terminal constituting a fuel cell stack according to the present invention.
이하에서는, 본 발명에 따른 일체형 연료전지의 스택 전압 검출 장치 및 이를 포함하는 연료전지 스택에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a stack voltage detecting apparatus for an integrated fuel cell and a fuel cell stack including the same according to the present invention will be described in detail.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들 및 도면을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent with reference to the embodiments and drawings described in detail below. However, it is to be understood that the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. It is intended that the disclosure of the present invention be limited only by the terms of the appended claims.
즉, 이하 본 발명에 관한 상세한 설명에서는 고분자형 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell; PEMFC)를 예로 하여 설명한다.That is, the following detailed description of the present invention will be described using a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC) as an example.
그러나, 이는 설명과 이해의 편의를 위한 것으로서 본 발명의 기술적 사상이 고분자형 연료전지에 반드시 한정된 것으로 이해되어서는 안 된다. 특히, 고분자막을 전해질로 사용하는 연료전지로서 SPEFC(Solid Polymer Electrolyte Fuel Cell), SPFC(Solid polymer fuel cell), PEFC(Polymer Electrolyte Fuel Cell) 및 PEMFC(Proton-Exchange Membrane Fuel Cell)와 같은 용어로도 사용되고 있으므로, 본원발명은 금속분리판 및 전극집전체(Current Collector)를 포함하는 연료전지 분야에 전반적으로 적용되는 것으로 이해하여야 한다.However, this is for convenience of explanation and understanding, and the technical spirit of the present invention should not be understood as necessarily limited to the polymer fuel cell. In particular, as a fuel cell using a polymer membrane as an electrolyte, terms such as SPEFC (Solid Polymer Electrolyte Fuel Cell), SPFC (Solid Polymer Fuel Cell), PEFC (Polymer Electrolyte Fuel Cell) and PEMFC (Proton-Exchange Membrane Fuel Cell) As it is used, it is to be understood that the present invention generally applies to the field of fuel cells, including metal separators and current collectors.
도 3은 본 발명에 따른 소켓 형식의 전극 단자와 금속 분리판의 결합관계를 도시한 개략도이다.3 is a schematic diagram illustrating a coupling relationship between a socket type electrode terminal and a metal separator according to the present invention.
도 3을 참조하면, 금속 분리판(210)과 전극 단자(230)가 형성된 것을 볼 수 있다. Referring to FIG. 3, it can be seen that the
여기서, 먼저 금속 분리판(210)에 대해서 먼저 살펴보면, 금속 분리판(210)의 중심부에 돌출부가 형성되어 있지 않은 것을 알 수 있다. 이와 같이 본 발명에서는 별도의 공정에 의해서 소재를 낭비하고 불필요한 문제를 유발하던 돌출부를 사용하지 않고, 금속 분리판(210) 본래의 형태를 그대로 유지할 수 있도록 함으로써, 금속 분리판의 제조 효율을 향상시키고, 전압 검출 장치 연결 시 소켓 형식의 전극 단자 결합을 용이하게 할 수 있다.Here, if the first look at the
상기와 같이 금속 분리판(210)의 형태를 변형시키지 않고 전극 단자(230)를 결합시키기 위해서는 금속 분리판(210)의 꼭지점부에 결합시키는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 금속 분리판(210)의 네 꼭지점부 중 선택된는 일측에 전극 단자결합 영역(215)을 마련하되, 잉크 또는 페인트를 이용하여 마크표시하거나, 도금 공정을 수행하여 전극 단자결합 영역(215)의 식별이 용이해지도록 할 수 있다. 이때, 잉크 또는 페인트에는 전도성 소재가 포함되도록 하여, 전극 단자결합 영역(215) 전면에 코팅되도록 할 수 있으며, 일반적인 소재만을 사용하여 경계선 부분만 표시할 수 있다. 또한, 전도성이 좋은 금속 소재를 이용하여 도금 공정을 수행함으로써, 전극 단자(230) 결합 시 전압 검출이 더 용이하게 이루어지도록 할 수 있다. In order to couple the
여기서, 상술한 바와 같이 마크표시 또는 도금 표시는 다양한 형태로 표시될 수 있으며, 이러한 사항은 부가적인 것이므로, 반드시 금속 분리판(210)에 형성되어야 하는 것은 아니며, 그 형태나 방식에 의해서 본 발명이 제한되는 것은 아니다.
Here, as described above, the mark display or the plated display may be displayed in various forms, and these matters are additional, and thus, the mark display or the plating display may not be necessarily formed on the
다음으로, 전극 단자(230)에 대해서 살펴보면, 내부에 금속 분리판(210)의 꼭지점부가 끼워질 수 있는 슬릿 형태의 단자 홀(250)이 형성되며, 그 외부에는 단자 홀(250)을 보호할 수 있는 외부 커버가 형성된다. 이때, 외부 커버 형태는 삼각기둥 형태로 도시되었으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 아울러, 외부 커버의 소재는 일반적인 고분자 물질로 형성되도록 하는 것이 바람직하나, 절연성 및 견고성을 지닌 물질이라면 어느 것이든 제한 없이 사용 가능하다.Next, referring to the
여기서, 단자 홀(250)은 연료전지 스택 내에 배치되는 금속 분리판(210)의 간격에 대응되는 간격으로 배치되고, 그 선폭은 금속 분리판(210) 보다 10 ~ 20% 정도 더 두껍게 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 금속 분리판(210)과 평행한 면에 대한 단자 홀(250)의 단면 형태는 금속 분리판(210)의 꼭지점부 모양에 대응되는 형태로 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 이는 꼭지점부의 모양과 정확하게 일치해야 결합의 견고성이 향상될 수 있기 때문이다.Here, the terminal holes 250 are disposed at intervals corresponding to the intervals of the
아울러, 단자 홀(250) 내부에는 금속 분리판(210)과 전압 검출 장치를 전기적으로 연결시키기 위한 금속단자가 포함되고, 이 단자들은 전압 검출 및 모니터링을 위한 인쇄회로기판부(미도시)와 디스플레이부(미도시)에 직접 연결된다. In addition, the
이때, 전압 검출 장치와 인쇄회로기판부 또는 디스플레이부가 연결되는 방식에 차이가 있을 수 있는데, 그 구체적 실시예를 살펴보면 다음과 같다.In this case, there may be a difference in the manner in which the voltage detection device and the printed circuit board unit or the display unit are connected.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 연료전지 스택 전압 검출 장치의 실시예들을 도시한 개략도들이다.4 and 5 are schematic views showing embodiments of the fuel cell stack voltage detection apparatus according to the present invention.
도 4는 소켓형 전극 단자부가 스택의 전체 모서리를 감싸는 형태로 형성된 경우를 도시한 것이고, 도 5는 소켓형 전극 단자부가 분할된 형태로 스택의 모서리부에 결합된 형태를 도시한 것이다.4 illustrates a case in which the socket-type electrode terminal portion is formed to surround the entire edge of the stack, and FIG. 5 illustrates the socket-type electrode terminal portion coupled to the edge portion of the stack in a divided form.
먼저 도 4를 살펴보면, 연료전지 스택(200A)의 주요 구성으로 연료전지용 금속 분리판(210A)들 사이의 영역에 막-전극접합체(220A)가 형성된다. 이때, 금속 분리판(210A)은 실제 종이와 같은 얇은 박형으로 형성되며 2장이 접합되어 사용되기도 하나, 본 도면에서는 편의상 하나의 두꺼운 층으로 표시하였다.First, referring to FIG. 4, a membrane-
다음으로, 막-전극접합체(220A)와 금속 분리판(210A) 사이의 영역에는 가스확산층(미도시)이 더 형성될 수 있으나, 여기서는 도시되지 않았다.Next, a gas diffusion layer (not shown) may be further formed in the region between the membrane-
이와 같은 구조의 연료전지 스택(200A) 내에 반응가스가 주입되어 전압이 발생하게 되는데, 이러한 연료전지 스택(200A)의 형태를 유지시키기 위하여 스택의 양쪽에 엔드 플레이트(230A, 235A)가 형성되고, 엔드 플레이트(230A, 235A)는 체결봉(240A)에 의해서 스택을 압착시킬 수 있는 구조로 형성된다. The reaction gas is injected into the
상기와 같은 실시예의 전극 단자부(250A)는 금속 분리판(210A)이 적층되어 형성되는 스택(200A)의 일측 모서리부 전체를 감싸는 형태로 형성된다. 따라서, 스택(200A)의 형태가 간결하게 나타나는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 불필요한 공간의 낭비 없이 스택(200A)에 일체화된 형태로 결합될 수 있고, 종래 보다 더 견고하게 결합될 수 있으며, 하기 도 6과 같이 인쇄회로기판부와 디스플레이부의 결합도 용이하게 할 수 있다.
The
다음으로, 본 발명에 따른 다른 실시예로 스택 전압 검출 장치가 일측 모서리부에만 형성되는 것이 아니라 스택의 상부면에 나타나는 양 모서리부에 모두 형성되거나, 스택의 네 모서리부에 모두 형성될 수 있다. 이 경우, 그 만큼 스택의 견고성을 더 향상시킬 수 있게 된다. Next, in another embodiment according to the present invention, the stack voltage detecting device may be formed at both corner portions appearing at the top surface of the stack instead of at only one corner portion, or at all four corner portions of the stack. In this case, the robustness of the stack can be further improved by that amount.
이때, 스택을 2분할 하여 각각의 분할 영역 별로 양 쪽에 형성된 전극 단자부를 하나씩 연결하여 사용할 수 있다. 이와 같이 분할 검출을 수행할 경우, 검출 과정을 더 빨리 수행할 수 있으며, 문제가 발생한 부분을 더 빨리 찾아 낼 수 있는 효과를 제공한다. In this case, the stack may be divided into two parts and the electrode terminal parts formed on both sides of each divided area may be connected to each other. In this way, when the segmentation detection is performed, the detection process can be performed more quickly, and the problem can be found more quickly.
한편, 모서리부 전체를 감싸는 형태의 전극 단자부는 스택의 외관을 보강하는 몰딩부로서 역할도 하면서, 검출 및 모니터링을 분할하여 수행할 수 있도록 하는 역할을 할 수 있다.
On the other hand, the electrode terminal portion of the shape surrounding the entire corner portion also serves as a molding portion to reinforce the appearance of the stack, it may play a role to be performed by dividing the detection and monitoring.
다음으로 도 5를 살펴보면, 전극 단자부(250B, 255B)가 분할된 형태로 형성된 것을 볼 수 있다. 이는 금속 분리판(210B)을 소정의 그룹 별로 묶은 뒤 각 그룹에 맞게 전극 단자부(250B, 255B)를 형성하여 결합한 것이다. 아울러, 그 외의 도면 부호들은 하기 부호의 설명을 따른다.Next, referring to FIG. 5, it can be seen that the
도시된 형태는 이웃하는 그룹 별 전극 단자부(250B, 255B)가 서로 엇갈린 형태로 배열되었으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 서로 대칭이 되는 모서리부 사이에 형성될 수도 있으며, 네 모서리부를 모두 활용하여 형성될 수도 있다.In the illustrated form, although the
이와 같은 경우는 상기 도 4에서와 같이 일체형으로 형성되는 경우 보다는 연료전지 스택(200B) 구조 강화를 위한 몰딩부로서의 역할을 감소되지만, 금속 분리판(210B)을 더 세분화 함으로써, 더 정교한 전압 검출 및 모니터링이 가능해진다. 아울러, 더 다양한 형태의 인쇄회로기판부와 디스플레이부의 결합도 용이하게 할 수 있다.In this case, although the role as a molding part for reinforcing the structure of the
또한, 문제 발생 영역을 보다 세분화하여 검출할 수 있게 되고, 연료전지 스택(200B)이 설치되는 환경에 따라서 자유롭게 전극 단자부(250B, 255B)의 위치를 변경할 수 있으므로, 더 다양한 활용 범위를 제공한다.
In addition, the problem occurrence area can be further divided and detected, and the positions of the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 연료전지의 스택 전압 검출 장치는 모서리부에 결합되는 소켓형 전극 단자부의 형태에 따라서 다양한 실시예로 형성될 수 있다.As described above, the stack voltage detection apparatus of the fuel cell according to the present invention may be formed in various embodiments according to the shape of the socket type electrode terminal portion coupled to the corner portion.
여기서, 인쇄회로기판부와 디스플레이부는 연료전지 스택에 의해 형성되는 면에 각각 형성될 수 있으며, 이하 도 6에서 상세히 설명하는 것으로 한다.Here, the printed circuit board unit and the display unit may be formed on the surface formed by the fuel cell stack, respectively, which will be described in detail with reference to FIG. 6.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 일체형 연료전지의 스택 전압 검출 장치에 사용되는 소켓형 전극 단자부 및 이를 수용할 수 있는 금속 분리판의 형태는 상술한 바와 같으며, 이하에서는 이들의 실질적인 결합 형태 및 그 실시예 들에 대해 살펴 보는 것으로 한다.As described above, the shape of the socket-type electrode terminal portion used in the stack voltage detection device of the integrated fuel cell according to the present invention and the metal separation plate capable of accommodating the same are as described above. And the examples are to be examined.
도 6은 본 발명에 따른 일체형 연료전지의 스택 전압 검출 장치 및 이를 포함하는 연료전지 스택을 도시한 개략도이다.6 is a schematic diagram illustrating a stack voltage detection apparatus of an integrated fuel cell and a fuel cell stack including the same according to the present invention.
도 6을 살펴보면, 연료전지 스택(300)의 주요 구성으로 연료전지용 금속 분리판과, 이들 사이의 영역에 형성되는 막-전극접합체가 있다. 그 구체적인 형태는 상기 도 1에 도시된 바와 같으나, 여기서는 간략하게 하나의 블록 형태로만 도시하고, 금속 분리판(310)으로 표시하는 것으로 한다.Referring to FIG. 6, the main components of the
다음으로, 금속 분리판(310) 사이의 영역에는 가스확산층(미도시)이 더 형성될 수 있으나, 여기서는 도시되지 않았다. 또한, 연료전지 스택(300)의 형태를 유지시키기 위하여 스택의 양쪽에 엔드 플레이트(미도시)가 형성되고, 엔드 플레이트는 체결봉(미도시)에 의해서 스택을 압착시킬 수 있는 구조로 형성되는데, 이 구조 또한 상기 도 1에 도시된 형태를 따르므로 여기서는 생략하는 것으로 한다. Next, a gas diffusion layer (not shown) may be further formed in the region between the
그 다음으로, 본 발명의 주요 특징적인 사항으로 본 발명에 따른 전극 단자부(350)는 금속 분리판(310)이 적층되어 형성되는 스택(300)의 일측 모서리부 전체를 감싸는 형태로 형성된다. Next, as an important feature of the present invention, the
이와 같이, 전극 단자부(350)가 모서리부에 결합되는 경우, 먼저 스택(300)의 형태가 간결하게 나타나는 것을 알 수 있다. 불필요한 공간의 낭비 없이 스택(300)에 일체화된 형태로 결합될 수 있으며, 따라서 종래 보다 더 견고하게 결합될 수 있다. As such, when the
또한, 스택(300)에 의해서 형성되는 면들 상부에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판부(360) 및 디스플레이부(370)를 더 형성함으로써, 연료전지의 전압을 검출하는 장치를 연료전지 스택 일체형으로 형성할 수 있다.In addition, by further forming the printed
여기서, 인쇄회로기판부(360)는 전압 검출 및 모니터링을 실시간(in-situ)으로 수행하기 위한 각종 회로 소자들을 포함하고 있다. 스택의 규모가 큰 경우에는 모든 소자들이 인쇄회로기판부(360)에 포함될 수 있으나, 그렇지 못한 경우에는 보조 인터페이스단자(380) 및 커넥터(390)에 의해서 외부 모니터링 장치와 연결될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 인쇄회로기판부(360)는 외부 모니터링 장치와 무선 방식으로 통신할 수 있는 회로 소자들을 더 포함할 수 있다.Here, the printed
이와 같은 인쇄회로기판부(360)는 스택의 모서리부에 형성되는 전극 단자부(350)와 제1 솔더 또는 제1 와이어(365)에 의해서 직접 연결될 수 있으며, 인쇄회로기판부(360)와 금속 분리판(310) 사이의 영역에선 절연 및 완충을 위한 버퍼층(미도시)이 더 형성될 수 있다.
The printed
다음으로, 디스플레이부(370)는 연료전지 스택(300)의 일 면을 감싸는 형태로 형성되며, 본 발명에 따른 전극 단자부(350)와 일체형으로 형성된다. 디스플레이부(370)는 LED 디스플레이 패널 또는 LCD 패널로 형성되어, 인쇄회로기판부(360)에서 검출된 각종 데이터를 실시간으로 표시할 수 있으며, 각종 그래프 정보나, 오류코드 정보를 신속하게 나타낼 수 있다.Next, the
디스플레이부(370)또한 인쇄회로기판부(360)와 마찬가지로 전극 단자부(350)와 제2 솔더 또는 제2 와이어(375)에 의해서 직접 연결될 수 있으며, 금속 분리판(310)과 디스플레이부(370) 사이에 버퍼층이 더 형성될 수 있다.Like the printed
아울러, 인쇄회로기판부(360)와 디스플레이부(370)가 형성되는 스택(300)의 면에는 제한이 없으며, 전극 단자부(350)와 일체형으로만 연결되는 형태이면 어느 형태든 가능하다.
In addition, the surface of the
따라서, 본 발명에 따른 전극 단자부(350)는 일측 모서리부에만 형성되는 것이 아니라 스택(300)의 상부면에 나타나는 양 모서리부 즉, 인쇄회로기판부(360)의 양측을 잡아 주는 형태로도 형성될 수 있다. 아울러, 동일한 형태로 디스플레이부(370)에도 적용될 수 있으며, 이러한 경우 그 만큼 스택(300)의 견고성을 더 향상시킬 수 있게 된다. Therefore, the
상기와 같은 경우, 스택(300)에 포함되는 금속 분리판(310)들을 분할 하여 각각의 분할 영역 별로 양 쪽에 형성된 전극 단자부(350)에 하나씩 연결하여 사용할 수 있다. In this case, the
그에 따른 효과로 검출 과정을 더 빨리 수행할 수 있으며, 문제 발생시 문제가 발생한 부분을 더 빨리 찾아 낼 수 있는 효과를 제공한다. 이와 같이, 모서리부 전체를 감싸는 형태의 전극 단자부(350)는 스택(300)의 외관을 보강하는 몰딩부로서 역할도 하면서, 검출 및 모니터링을 분할하여 수행할 수 있도록 하는 역할을 할 수 있다. 따라서, 스택(300)의 네 모서리부 모두에 동일한 형태의 전극 단자부(350)를 형성할 수도 있다.
As a result, the detection process can be performed more quickly, and when a problem occurs, it is possible to find a problem part more quickly. As such, the
아울러, 전극 단자부(350)를 분할하여 사용할 수도 있으며, 금속 분리판(310)을 더 세분화 함으로써, 더 정교한 전압 검출 및 모니터링할 수 있다. 또한, 문제 발생 영역을 보다 세분화하여 검출할 수 있게 되고, 스택(300)이 설치되는 환경에 따라서 자유롭게 전극 단자부(350)의 위치를 변경할 수 있으므로, 더 다양한 활용 범위를 제공하도록 할 수 있다.In addition, the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 연료전지의 스택 전압 검출 장치는 모서리부에 결합되는 소켓형 전극 단자부의 형태에 따라서 다양한 실시예로 형성될 수 있다.As described above, the stack voltage detection apparatus of the fuel cell according to the present invention may be formed in various embodiments according to the shape of the socket type electrode terminal portion coupled to the corner portion.
아울러, 본 발명에 따른 소켓형 전극 단자부는 스택을 구성하는 금속 분리판의 형태에 따라서도 다양한 실시예로 사용될 수 있는데, 이러한 구성을 포함하는 본 발명의 연료전지 스택에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
In addition, the socket-type electrode terminal unit according to the present invention can be used in various embodiments depending on the shape of the metal separator constituting the stack, looking at the fuel cell stack of the present invention including such a configuration as follows.
도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 연료전지 스택을 구성하는 금속 분리판과 전극 단자의 결합관계를 도시한 평면도들이다.7 to 9 are plan views illustrating a coupling relationship between a metal separator and an electrode terminal constituting a fuel cell stack according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 연료전지 스택을 구성하는 금속 분리판의 일부분만을 도시한 것으로, 먼저 4개의 꼭지점부를 가지는 사각형 박판 형태의 금속 본체(510)가 형성된다.FIG. 7 illustrates only a part of the metal separator constituting the fuel cell stack according to the present invention. First, a
다음으로, 금속 본체(510)의 중심부에는 제1면으로부터 제2면으로 돌출되어 형성되는 반응가스 채널 및 제2면에 돌출된 반응가스 채널 사이에 형성되는 냉각수 채널로 이루어지는 채널부(520)가 형성된다. 여기서, 정면에 도시된 면을 제1면이라고 하면, 도시된 면에서 반응가스가 흐르게 되는 것이고, 도시된 면이 제2면이라고 하면, 도시된 면에서 냉각수가 흐르게 되는 것이다.Next, at the center of the
그 다음으로, 채널부(520)의 양 측면에 매니폴드부(530, 535, 540)가 형성된다. 여기서는, 일측 매니폴드부는 생략한 것이며, 매니폴드부는 공기가 순환하는 매니폴드(530), 냉각수가 순환하는 매니폴드(535) 및 수소가 순환하는 매니폴드(540)로 구분되며, 상기 기재된 순서에 제한 없이 자유롭게 배치될 수 있다.Next,
그 다음으로, 매니폴드부(530, 535, 540)의 외곽 및 금속 본체(510)의 테두리를 감싸고, 그 외에 실링을 필요로 하는 부위에 가스켓(560)이 형성된다. 이때, 금속 본체(510)의 네 꼭지점부와 인접한 가스켓(560)은 라운드처리하여, 상술한 바와 같은 본 발명의 전극 단자부가 결합될 수 있는 공간을 확보하도록 한다.Next, a
이러한 경우, 라운드 처리된 가스켓(560)의 곡률 반경(R1)에 비례하게 접촉면적이 조절될 수 있다. 따라서, 도시된 바와 같이 전극 단자부에 포함되는 단자 홀(550)의 결합 면적이 표시될 수 있다. In this case, the contact area may be adjusted in proportion to the radius of curvature R1 of the
도 8의 경우, 가스켓(660)의 곡률 반경(R2)을 도 7의 경우보다 증가시킨 형태의 금속 본체(610)를 도시한 것이다. 이 경우 단자 홀(650)이 결합되는 면적이 확연하게 증가되는 것을 알 수 있다.In the case of FIG. 8, the radius of curvature R2 of the
이와 같이, 본 발명에 따라 금속 분리판의 꼭지점 부, 즉 금속 분리판이 적층되어 형성되는 스택의 모서리부에 결합되는 소켓형 전극 단자부의 결합 면적은 가스켓(660)의 곡률 반경 조절에 따라서 자유롭게 조절이 가능하다.As such, according to the present invention, the coupling area of the socket-type electrode terminal portion coupled to the vertex portion of the metal separator plate, that is, the corner portion of the stack formed by stacking the metal separator plate, can be freely adjusted according to the curvature radius of the
이때, 가스켓(660)의 곡률 반경에 의해서 조절되는 전극 단자결합 영역에는 상기 도 2에서 설명한 바와 같이 마크표시 및 체결 홈과 같은 다양한 형태의 가공이 가능하다.In this case, the electrode terminal coupling region controlled by the radius of curvature of the
도 9의 경우는 전극 단자결합 영역에 체결 홈을 형성한 것을 도시한 것이다.In the case of FIG. 9, a fastening groove is formed in the electrode terminal coupling region.
전극 단자결합 영역(715)의 금속 본체(710) 측벽에는 전극 단자부와의 견고한 결합을 위한 체결 홈(715a, 715b)이 더 형성된다.Fastening
여기서, 체결 홈(715a, 715b)은 반원형 또는 다각형과 같은 다양한 형태로 형성될 수 있다. 또한, 체결 홈(715a, 715b)은 전극 단자결합 영역(715)의 각 금속 분리판 측벽에 하나 이상씩 형성될 수 있으며, 톱니 형태가 되도록 연속적으로 형성될 수도 있다.Here, the
이러한 경우, 전극 단자부 내부에 형성되는 단자 홀(750)에는 체결 홈(715a, 715b)과 대응되는 위치에 가이드돌출부(755a, 755b)가 더 형성되도록 하여, 금속 분리판과 전극 단자부의 결합 상태가 더 견고하게 유지될 수 있도록 할 수 있다.
In this case, the
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 연료전지의 스택 전압 검출 장치는 소켓 형식의 전극 단자부를 사용하되, 종래의 돌출형 결합부를 같는 연료전지 스택을 사용하는 것이 아니라 모서리부에 결합될 수 있는 형태의 전극 단자부 및 금속 분리판을 사용함으로써, 연료전지 스택 제조 과정을 간소화시키면서도 용이하게 결합이 가능한 전압 검출 장치를 형성할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 소켓형 전극 단자부는 스택의 모서리부를 감싸는 몰딩부로써 활용이 가능하며, 분할된 형태로도 자유롭게 활용이 가능하다. As described above, the apparatus for detecting a stack voltage of a fuel cell according to the present invention uses an electrode terminal portion of a socket type, but does not use a fuel cell stack having the same protruding coupling portion as the conventional electrode, but can be coupled to an edge portion. By using the terminal portion and the metal separator plate, it is possible to form a voltage detection device that can be easily combined while simplifying the fuel cell stack manufacturing process. In particular, the socket-type electrode terminal portion according to the present invention can be utilized as a molding portion surrounding the edge of the stack, it can be used freely in a divided form.
또한, 상기 구조에 상술한 바와 같이 인쇄회로기판부 및 디스플레이부와 같이 전압 검출 및 모니터링을 수행하는 장치를 스택 일체형으로 결합시킴으로써, 각 셀의 정보를 신속하게 파악할 수 있도록 할 수 있다. In addition, as described above, by combining a device for performing voltage detection and monitoring, such as a printed circuit board unit and a display unit, as a stack, it is possible to quickly grasp information of each cell.
이러한 일체형 구조에서는 별도의 케이블들이 구비되지 않아도 되므로, 연료전지 스택 제조 공정이 용이해지며, 케이블들의 단락이나 단선에 의한 고장 및 불량률도 현저하게 감소시킬 수 있다.
In such an integrated structure, since separate cables do not need to be provided, the fuel cell stack manufacturing process is facilitated, and failures and failure rates due to shorts or disconnections of the cables can be significantly reduced.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.
210, 210A, 210B, 310 : 금속 분리판
215 : 전극 단자결합 영역
230 : 전극 단자
250, 550, 650, 750 : 단자 홀
200A, 200B, 300 : 스택
220A, 220B : 막-전극접합체
230A, 235A, 230B, 235B : 엔트 플레이트
240A, 240B : 체결봉
250A, 250B, 255B, 350 : 전극 단자부
360 : 인쇄회로기판부 365, 375 : 제1 및 제2 와이어
370 : 디스플레이부 380 : 인터페이스단자
390 : 커넥터 510, 610, 710 : 금속 본체
520 : 채널부 530 : 공기가 순환하는 매니폴드
535 : 냉각수가 순환하는 매니폴드 540 : 수소가 순환하는 매니폴드
560, 660 : 가스켓 715 : 전극 단자결합 영역
715a, 715b : 체결 홈 755a, 755b : 가이드돌출부210, 210A, 210B, 310: Metal Separator
215: electrode terminal coupling region
230: electrode terminal
250, 550, 650, 750: terminal hole
200A, 200B, 300: Stack
220A, 220B: Membrane-electrode assembly
230A, 235A, 230B, 235B: End Plate
240A, 240B: Fastening bar
250A, 250B, 255B, 350: electrode terminal portion
360: printed
370: display unit 380: interface terminal
390:
520: channel portion 530: manifold through which air is circulated
535: manifold circulating cooling water 540: manifold circulating hydrogen
560, 660: gasket 715: electrode terminal coupling region
715a, 715b:
Claims (6)
상기 연료전지용 금속 분리판 사이마다 배치되는 막-전극접합체(MEA);를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
A channel consisting of a reaction gas channel formed at a center of a thin metal body having four vertices and protruding from a first surface to a second surface, and a cooling water channel formed between the reaction gas channel protruding from the second surface. And a gasket formed on a portion of the metal body including a manifold portion formed on both side surfaces of the channel portion, and a portion requiring an edge and sealing of the metal body including an outer portion of the manifold portion. The gasket of the region adjacent to the vertex portion is rounded so that any one of the electrode terminal portion of the stack voltage detection device is coupled, so that a triangular electrode terminal coupling region is provided in the region between the vertex and the gasket. Separators; And
And a membrane-electrode assembly (MEA) disposed between the metal separator plates for the fuel cell.
상기 연료전지 스택의 측벽에 절연 및 상기 금속 분리판 보호를 위한 버퍼층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
The method of claim 1,
And a buffer layer on the sidewall of the fuel cell stack for insulating and protecting the metal separator.
상기 전극 단자결합 영역은 마크표시되거나, 도금에 의해 표시가 되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
The method of claim 1,
The electrode terminal coupling region is marked or marked by plating.
상기 전극 단자결합 영역의 상기 금속 분리판 측벽에는 상기 전극 단자부와의 결합을 위한 체결 홈이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
The method of claim 1,
And a fastening groove for coupling with the electrode terminal part is further formed on the sidewall of the metal separation plate of the electrode terminal coupling region.
상기 체결 홈은 반원형 또는 다각형 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.
The method of claim 4, wherein
The fastening groove is a fuel cell stack, characterized in that formed in a semi-circular or polygonal shape.
상기 체결 홈은 상기 전극 단자결합 영역의 각 금속 분리판 측벽에 하나 이상씩 형성되거나, 톱니 형태가 되도록 연속적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택.The method of claim 4, wherein
The fastening groove is formed on at least one side wall of each metal separation plate of the electrode terminal coupling region, or a fuel cell stack, characterized in that continuously formed so as to be sawtooth-shaped.
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