KR101241947B1

KR101241947B1 - 연료전지 스택의 냉각수 유로 형성방법

Info

Publication number: KR101241947B1
Application number: KR1020060043277A
Authority: KR
Inventors: 최재호
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2006-05-15
Filing date: 2006-05-15
Publication date: 2013-03-11
Also published as: KR20070110600A

Abstract

본 발명은 연료전지 스택의 냉각수 유로 형성방법에 관한 것이며, 상세하게는 연료전지 스택의 단위 셀의 분리판을 대향시켜 그 사이에 형성하는 냉각수 유로의 형성방법에 관한 것으로서, 냉각수 유로를 간단한 구조로 간편하고 신속하게 형성할 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 단위 셀(11)은 전해질막(12)의 양측에 캐소드(13)와 아노드(14)를 배치하고, 상기 캐소드(13)와 아노드(14)의 외측에 공기유로(15P)와 수소유로(16P)를 각각 형성한 분리판(15)(16)을 배치하여 상기 단위 셀(11)을 복수개 적층함과 아울러 상기 분리판(15)(16) 사이에 냉각수 유로(17)를 형성한 연료전지 스택에 있어서, 상시 냉각수 유로(17)는 각 분리판(15)(16)의 대향면을 평면으로 형성하여 일정간격(t)이 유지되게 하고, 상기 간격(t) 사이에 유로(21)를 관통되게 형성한 유로부재(20)를 삽입 접착하여서 된 것을 특징으로 한다.

단위 셀, 분리판, 유로부재, 유로

Description

연료전지 스택의 냉각수 유로 형성방법 {COOLING WATER PASSAGE OF FUEL CELL STACK MAKING METHOD}

도 1은 본 발명의 실시예의 연료전지 스택의 단위 셀의 적층상태 단면도

도 2는 본 발명의 실시예의 냉각수 유로의 반제품상태 사시도

도 3은 본 발명의 실시예의 유로부재의 사시도

도 4는 본 발명의 실시예의 냉각수 유로의 사시도

도 5는 본 발명의 실시예의 냉각수 유로의 단면도

도 6은 종래의 연료전지 스택의 단위 셀의 적층상태 단면도

도 7은 종래의 연료전지 스택의 냉각수 유로의 단면도

< 도면의 주요부분에 대한 부호설명 >

11 : 단위 셀 15,16 : 분리판 20 : 유로부재 21 : 유로

본 발명은 연료전지 시스템의 연료전지 스택의 냉각수 유로 형성방법에 관한 것이며, 상세하게는 연료전지 스택의 단위 셀의 분리판을 대향시켜 그 사이에 형성하는 냉각수 유로의 형성방법에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 연료전지 시스템의 연료전지 스택은 단위 셀을 다수개 적층하여 수소와 산소의 전기화학적 반응에 의하여 발전을 하고, 한편 상기와 같이 수소와 산소가 전기화학적 반응에 의하여 발전을 할 때 발열됨으로써 통상적으로 분리판 사이에 냉각수 유로를 형성하고, 상기 냉각수 유로에 냉각수를 순환하여 냉각하고 있다.

종래의 연료전지 시스템의 연료전지 스택은 도6 및 도7에 도시한 바와 같이 단위 셀(11)은 고분자 재료인 불소수지 등으로 된 전기도전성 전해질막(12)의 양측에 가스확산 전극으로서 캐소드(cathode)(13)와 아노드(anode)(14)를 배치하고, 상기 캐소드(13)와 아노드(14)의 외측면에 카본 플레이트로 형성하고 공기유로(15P)가 형성된 분리판(15)과 수소유로(16P)를 형성한 분리판(16)을 배치한 것이며, 연료전지 스택(10)은 상기 단위 셀(11)을 복수개 적층하여 형성함과 아울러 상기 분리판(15) 및 분리판(16)의 대향면 즉 공기유로(15P) 및 수소유로(16P)의 반대편에 각각 홈(18)(19)을 형성하여 상기 분리판(15)(16)을 접착 적층함으로써 상기 홈(18)(19)이 냉각수 유로(17)를 형성하는 것이다. 그리고 연료전지 스택(10)의 양 외측에는 집전판(미도시)을 설치한 것이다.

한편 상기 공기유로(15P), 수소유로(16P), 홈(18)(19)은 카본 플레이트를 소요형상으로 절단함과 아울러 앤드 밀 등의 절삭공구를 사용하여 절삭 가공하고 있다.

그러나 상기와 같이 카본 플레이트로서 분리판(15)(16)을 제조할 때 냉각수 유로(17)를 형성하는 홈(18)(19)을 엔드 밀 등의 절삭공구를 사용하여 절삭 가공함으로써 시간과 비용이 많이 소요되어 원가가 상승하고 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 시정하여, 냉각수 유로를 간단한 구조로 간편하고 신속하게 형성할 수 있는 연료전지 스택의 냉각수 유로 형성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 단위 셀은 전해질막의 양측에 캐소드와 아노드를 배치하고, 상기 캐소드와 아노드의 외측에 공기유로와 수소유로를 각각 형성한 분리판을 배치하여 상기 단위 셀을 복수개 적층함과 아울러 상기 분리판 사이에 냉각수 유로를 형성한 연료전지 스택에 있어서, 상시 냉각수 유로는 각 분리판의 대향면을 평면으로 형성하여 일정간격이 유지되게 하고, 상기 간격 사이에 유로를 관통되게 형성한 유로부재를 삽입 접착하여서 된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 연료전지 스택의 단위 셀(11)은 고분자 재료인 불소수지 등으로 된 전기도전성 전해질막(12)의 양측에 가스확산 전극으로서 캐소드(cathod)(13)와 아노드(anode)(14)를 배치하고, 상기 캐소드(13)와 아노드(14)의 외측면에 카본 플레이트로 형성하고 공기유로(15P)가 형성된 분리판(15)과 수소유로(16P)를 형성한 분리판(16)을 배치한 것이며, 연료전지 스택(10)은 상기 단위 셀(11)을 복수개 적층하여 형성함과 아울러 상기 분리판(15) 및 분리판(16)의 대향면 즉 공기유로(15P) 및 수소유로(16P)의 반대편 사이에 냉각수 유로(17)를 형성한 것에 있어서, 상기 냉각수 유로(17)는 분리판(15)(16)의 대향면을 평면으로 형성하여 일정간격(t)이 유지되게 하고, 상기 간격(t) 사이에 유로(21)를 관통되게 형성한 유로부재(20)를 삽입 접착하여서 된 것이다.

상기 유로부재(20)는 도 3과 같이 상기 간격(t)과 동일두께의 스테인레스 등의 금속판에 유로(21)를 펀칭하여 형성하고, 상기 유로(21)의 입구부와 출구부에 돌출부(22a)(22b)를 형성하여서 펀칭시에 형성된 유로(21)를 양호하게 유지하도록 한 것이다.

상기한 유로부재(20)는 분리판(15)(16) 사이에 접착한 후 돌출부(22a)(22b)를 절단하면 유로(21)의 단면이 양호하게 유지되는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 분리판 사이에, 유로를 펀칭 형성한 유로부재를 삽입 접착함으로써 냉각수 유로를 간단한 구조로 신속하고 간편하게 형성할 수 있기 때문에 원가를 절감할 수 있는 것이다.

Claims

단위 셀은 전해질막의 양측에 캐소드와 아노드를 배치하고, 상기 캐소드와 아노드의 외측에 공기유로와 수소유로를 각각 형성한 분리판을 배치하여 상기 단위 셀을 복수개 적층함과 아울러 상기 분리판 사이에 냉각수 유로를 형성한 연료전지 스택에 있어서, 상시 냉각수 유로는 각 분리판의 대향면을 평면으로 형성하여 일정간격이 유지되게 하고, 상기 간격 사이에 유로를 관통되게 형성한 유로부재를 삽입 접착하여서 된 것을 특징으로 한 연료전지 스택의 냉각수 유로 형성방법.
제 1 항에 있어서, 유로부재는 스테인레스 등의 금속판에 유로를 펀칭하여 형성하고, 상기 유로의 입구부와 출구부에 돌출부를 형성하여서 된 연료전지 스택의 냉각수 유로 형성방법.
제 2 항에 있어서, 돌출부는 분리판 사이에 유로부재를 접착한 후 절단하는 연료전지 스택의 냉각수 유로 형성방법.