KR102029841B1 - 연료전지 적층 장치 - Google Patents

연료전지 적층 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102029841B1
KR102029841B1 KR1020130143268A KR20130143268A KR102029841B1 KR 102029841 B1 KR102029841 B1 KR 102029841B1 KR 1020130143268 A KR1020130143268 A KR 1020130143268A KR 20130143268 A KR20130143268 A KR 20130143268A KR 102029841 B1 KR102029841 B1 KR 102029841B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel cell
guide shaft
fuel cells
end plate
pallet body
Prior art date
Application number
KR1020130143268A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150059542A (ko
Inventor
박주옥
조상현
손희동
조인제
Original Assignee
현대자동차 주식회사
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 현대자동차 주식회사 filed Critical 현대자동차 주식회사
Priority to KR1020130143268A priority Critical patent/KR102029841B1/ko
Publication of KR20150059542A publication Critical patent/KR20150059542A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102029841B1 publication Critical patent/KR102029841B1/ko

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
    • H01M8/2404—Processes or apparatus for grouping fuel cells
    • 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
    • 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

연료전지 적층 장치가 개시된다. 개시된 연료전지 적층 장치는, 다수 매의 연료전지들과 이들 연료전지들의 상하부에 상하부 엔드 플레이트를 적층하기 위한 것으로서, ⅰ)베이스 프레임과, ⅱ)베이스 프레임에 지지로드를 통해 상측 방향으로 이격되게 설치되는 팔레트 본체와, ⅲ)팔레트 본체의 각 모서리 부분에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 연료전지들의 매니폴드부에 끼워지는 복수 개의 가이드 샤프트를 포함하며, 가이드 샤프트는 팔레트 본체에 대하여 중심축이 이동하며 회전 가능하게 설치될 수 있다.

Description

연료전지 적층 장치 {APPARATUS FOR STACKING FUEL CELL STACK}
본 발명의 실시예는 연료전지 스택 자동 제조 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료전지 스택 자동 제조 시스템에서 연료전지들을 적층하기 위한 연료전지 적층 장치에 관한 것이다.
알려진 바와 같이, 연료전지 스택은 수소와 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 일종의 발전 장치로서, 일 예로서 연료 전지 차량에 적용되고 있다.
연료전지 스택은 수십에서 수 백장의 연료전지(단위 셀)들이 연속적으로 배열된 전기 발생 집합체로 이루어지며, 연료전지는 막-전극 어셈블리(MEA)를 사이에 두고 이의 양측에 세퍼레이터를 배치하여 구성될 수 있다. 이러한 연료전지들은 엔드 플레이트를 통해 가압 체결된다.
이러한 연료전지 스택은 일 예로서, 소정의 팔레트의 바닥판에 하부 엔드 플레이트를 로딩하고, 그 위에 다수 매의 연료전지들을 상측 방향으로 하나씩 적층하며, 최 상측의 연료전지 위에 상부 엔드 플레이트를 로딩하는 공정으로 제작될 수 있다.
여기서, 연료전지들을 적층하는 공정에서는 연료전지 적층 집합체의 적어도 양쪽 측면 방향으로 팔레트의 측판을 이동시키며 그 연료전지 적층 집합체의 외곽을 정렬하고 있다.
상기와 같이 엔드 플레이트와 연료전지들을 적층 및 정렬한 후에는 스택의 기밀 검사 및 체결을 위해 프레스를 이용하여 엔드 플레이트와 함께 연료전지들을 가압한다.
그런데, 연료전지들을 적층 및 정렬하는 과정에서 연료전지 적층 집합체의 측면 방향으로 팔레트의 측판을 이동시키며 연료전지 적층 집합체의 외곽을 정렬하기 때문에, 그 팔레트의 측판에 작용하는 외력에 의해 연료전지 매니폴드부의 변형을 야기시킬 수 있고, 이는 스택 내부의 유체 기밀을 확보하지 못하는 결과를 초래할 수 있다.
또한, 스택의 기밀 검사 및 체결을 위하여 프레스를 통해 엔드 플레이트와 함께 연료전지들을 가압하는 경우, 연료전지들의 적층 정도가 흐트러지는 현상(당 업계에서는 통상 "banana curve" 현상이라고도 한다)이 발생할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 하부 엔드 플레이트, 연료전지들 및 상부 엔드 플레이트를 순차적으로 적층하며, 연료전지들의 매니폴드부 및 하부 엔드 플레이트의 매니폴드 구멍을 기준으로 연료전지들과 하부 엔드 플레이트를 용이하게 정렬할 수 있도록 한 연료전지 적층 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 연료전지들과 하부 엔드 플레이트의 적층 정도를 향상시킬 수 있으며, 연료전지들의 변형을 방지하며 정렬할 수 있고, 연료전지들의 기밀 검사 및 체결을 위한 가압 프레스 기구의 하강 스트로크에 대응할 수 있도록 한 연료전지 적층 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 연료전지 적층 장치는, 다수 매의 연료전지들과 이들 연료전지들의 상하부에 상하부 엔드 플레이트를 적층하기 위한 것으로서, ⅰ)베이스 프레임과, ⅱ)상기 베이스 프레임에 지지로드를 통해 상측 방향으로 이격되게 설치되는 팔레트 본체와, ⅲ)상기 팔레트 본체의 각 모서리 부분에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 연료전지들의 매니폴드부에 끼워지는 복수 개의 가이드 샤프트를 포함하며, 상기 가이드 샤프트는 상기 팔레트 본체에 대하여 중심축이 이동하며 회전 가능하게 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 적층 장치에 있어서, 상기 가이드 샤프트는 회전 시, 상기 중심축이 이동하며 상기 연료전지들과 하부 엔드 플레이트를 정렬할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 적층 장치에 있어서, 상기 가이드 샤프트는 상기 팔레트 본체에 회전부시를 통해 회전 가능하게 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 적층 장치에 있어서, 상기 가이드 샤프트는 상기 회전부시에 축 방향을 따라 중심축이 편심되게 결합될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 적층 장치에 있어서, 상기 회전부시는 상기 팔레트 본체에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 적층 장치에 있어서, 상기 가이드 샤프트는 상기 회전부시에 축 방향으로 편심되게 끼워지며 고정될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 적층 장치에 있어서, 상기 가이드 샤프트는 상기 팔레트 본체를 관통하며 상하 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 적층 장치에 있어서, 상기 팔레트 본체의 하면을 관통한 상기 가이드 샤프트의 돌출 부분에는 상기 가이드 샤프트와 함께 상기 회전부시를 회전시키기 위한 공구 결합부재가 고정되게 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 적층 장치에 있어서, 상기 공구 결합부재에는 회전 공구가 결합될 수 있는 평면부가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 적층 장치에 있어서, 상기 가이드 샤프트는 상기 연료전지들의 매니폴드부에 대응하는 상기 하부 엔드 플레이트의 매니폴드 구멍을 관통하며 끼워질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 적층 장치에 있어서, 상기 가이드 샤프트는 상기 회전부시에 의해 편심 회전하며 상기 연료전지들의 매니폴드부 및 하부 엔드 플레이트의 매니폴드 구멍에서 적어도 어느 한 쪽의 내주면에 밀착될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 적층 장치에 있어서, 상기 가이드 샤프트의 상단부는 상기 상부 엔드 플레이트의 하면을 지지할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 회전부시를 통해 가이드 샤프트를 편심 회전시키며 그 가이드 샤프트의 중심축을 이동시킴으로써 하부 엔드 플레이트와 연료전지들의 위치를 정렬할 수 있으므로, 연료전지들의 적층 정도 및 정렬 정도를 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 편심 회전하며 중심축이 이동하는 가이드 샤프트를 통해 연료전지들의 매니폴드부 및 하부 엔드 플레이트의 매니폴드 구멍을 기준으로 연료전지들과 하부 엔드 플레이트를 정렬할 수 있으므로, 연료전지 적층 집합체의 외곽을 정렬하는 종래 기술과 달리, 연료전지들의 변형을 방지할 수 있고, 연료전지 스택 내부의 유체 기밀을 유리하게 확보할 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 실시예에서는 연료전지들의 기밀 검사 및 연료전지들과 상하부 엔드 플레이트의 체결을 위한 가압 프레스 기구의 하강 스트로크에 대응하여 가이드 샤프트를 하강시킬 수 있기 때문에, 연료전지 스택의 높이에 상관없이 연료전지들의 기밀 검사 및 체결 공정을 실시할 수 있다.
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 적층 장치가 적용되는 연료전지 스택 제조 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 적층 장치를 도시한 사시도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 적층 장치에 적용되는 가이드 샤프트의 장착 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 적층 장치의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 적층 장치가 적용되는 연료전지 스택 제조 시스템을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 적층 장치를 도시한 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 적층 장치(100)는 다수 매의 연료전지들(FC)을 적층하고, 그 연료전지들(FC)을 가압하며 기밀 검사를 실시하고, 상하부 엔드 플레이트(EP1, EP2)를 통해 연료전지들(FC)을 체결하여 연료전지 스택을 제조하는 연료전지 스택 제조 시스템(1)에 적용될 수 있다.
예를 들면, 상기 연료전지 스택 제조 시스템(1)은 지지프레임(3)과, 지지프레임(3)의 하측에 설치되며 연료전지들(FC)과 상하부 엔드 플레이트(EP1, EP2)를 적층하는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 적층 장치(100)와, 지지 프레임(3)의 상측에 설치되며 연료전지들(FC)과 상하부 엔드 플레이트(EP1, EP2)를 프레스 가압하는 가압 프레스 기구(5)를 포함하고 있다.
또한, 상기 연료전지 스택 제조 시스템(1)은 연료전지 적층 장치(100)와 가압 프레스 기구(5)에 의해 적층 및 가압된 연료전지들(FC)과 상하부 엔드 플레이트(EP1, EP2)를 체결하는 체결 기구(도면에 도시되지 않음)를 포함하고 있다.
여기서, 본 발명의 실시예에 의한 상기 연료전지 적층 장치(100)는 별도의 구동장치를 통해 가압 프레스 기구(5)의 하측에서 어느 한 쪽의 외측 방향으로 왕복 이동될 수 있다.
그리고, 상기 연료전지들(FC)은 일 예로서 사각 형태로 이루어지고, 각각의 모서리 부분에 사각 형태의 매니폴드부(MF)를 형성하고 있으며, 상부 엔드 플레이트(EP1)는 연료전지들(FC)의 매니폴드부(MF)에 대응하는 구멍을 형성하고 있지 않고, 하부 엔드 플레이트(EP2)는 연료전지들(FC)의 매니폴드부(MF)에 대응하는 매니폴드 구멍(MH)을 형성하고 있다.
본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 적층 장치(100)는 하부 엔드 플레이트(EP2), 연료전지들(FC) 및 상부 엔드 플레이트(EP1)를 순차적으로 적층하며, 연료전지들(FC)의 매니폴드부(MF) 및 하부 엔드 플레이트(EP2)의 매니폴드 구멍(MH)을 기준으로 연료전지들(FC)과 하부 엔드 플레이트(EP2)를 정렬할 수 있는 구조로 이루어진다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 연료전지들(FC)과 하부 엔드 플레이트(EP2)의 적층 정도를 향상시킬 수 있으며, 연료전지들(FC)의 변형을 방지하며 정렬할 수 있고, 연료전지들(FC)의 기밀 검사 및 연료전지들(FC)과 상하부 엔드 플레이트(EP1, EP2)의 체결을 위한 가압 프레스 기구(5)의 하강 스트로크에 대응할 수 있는 연료전지 적층 장치(100)를 제공한다.
이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 상기 연료전지 적층 장치(100)는 기본적으로, 베이스 프레임(10), 팔레트 본체(20) 및 복수 개의 가이드 샤프트들(30)을 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 베이스 프레임(10)은 위에서 언급한 바 있는 연료전지 스택 제조 시스템(1)의 지지프레임(3)에 이동 가능하게 설치되며, 이하에서 설명될 각종 구성요소들이 장착될 수 있다.
이러한 베이스 프레임(10)은 상기한 구성 요소들을 지지하기 위한 각종 블록, 플레이트, 하우징, 커버, 칼라 등과 같은 부속 요소들을 구비하고 있다.
그러나, 상기 부속 요소들은 각각의 구성 요소들을 베이스 프레임(10)에 설치하기 위한 것이므로 본 발명의 실시예에서는 예외적인 경우를 제외하고 상기한 부속 요소들을 베이스 프레임(10)으로 통칭한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 팔레트 본체(20)는 연료전지들(FC)과 상하부 엔드 플레이트(EP1, EP2)를 실질적으로 지지하는 것으로, 그의 상면으로 하부 엔드 플레이트(EP2), 연료전지들(FC) 및 상부 엔드 플레이트(EP1)가 순차적으로 적층될 수 있다.
상기 팔레트 본체(20)는 베이스 프레임(10)에 지지로드(21)를 통해 고정되게 설치되는 바, 그 지지로드(21)에 의해 베이스 프레임(10)의 상면으로부터 상측 방향으로 일정 간격 이격되게 배치된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 가이드 샤프트들(30)은 하부 엔드 플레이트(EP2)의 매니폴드 구멍(MH) 및 연료전지들(FC)의 매니폴드부(MF)에 끼워지며 그 하부 엔드 플레이트(EP2)와 연료전지들(FC)을 적층 방향으로 가이드 하기 위한 것이다.
이러한 가이드 샤프트(30)는 팔레트 본체(20)의 각 모서리 부분에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 그 팔레트 본체(20)에 대하여 중심축이 이동하며 회전 가능하게 설치될 수 있다.
즉, 상기 가이드 샤프트(30)는 팔레트 본체(20)에 대하여 상하 방향으로 이동 가능하게 설치됨으로 연료전지들(FC)의 기밀 검사 및 연료전지들(FC)과 상하부 엔드 플레이트(EP1, EP2)의 체결을 위한 가압 프레스 기구(5)의 하강 스트로크에 대응할 수 있다.
또한, 상기 가이드 샤프트(30)는 이의 회전 시, 그 중심축이 이동하며 연료전지들(FC)의 매니폴드부(MF) 및 하부 엔드 플레이트(EP2)의 매니폴드 구멍(MH)을 기준으로 그 연료전지들(FC)과 하부 엔드 플레이트(EP2)의 위치를 정렬할 수 있다.
이와 같은 가이드 샤프트(30)의 장착 구조를 도 3 내지 도 5를 참조하여 상세하게 설명하면, 본 발명의 실시예에서 상기 가이드 샤프트(30)는 팔레트 본체(20)의 각 모서리 부분에 회전부시(40)를 통하여 회전 가능하게 설치된다.
즉, 상기 회전부시(40)는 팔레트 본체(20)에 대하여 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 좌우 방향으로 회전 가능하게 설치될 수 있다. 다시 말해 상기 가이드 샤프트(30)는 팔레트 본체(20)에 대하여 회전부시(40)와 함께 상하 방향으로 이동하며, 좌우 방향으로 회전할 수 있다.
여기서, 상기 가이드 샤프트(30)는 회전부시(40)에 축 방향을 따라 중심축이 편심되게 결합되는 바, 그 회전부시(40)에 축 방향으로 편심되게 끼워지며 억지 끼움식으로 고정될 수 있다. 즉, 가이드 샤프트(30)는 이의 중심축이 회전부시(40)의 중심축에 벗어나게 그 회전부시(40)에 편심 결합된다.
이 경우, 상기 가이드 샤프트(30)는 회전부시(40)를 통해 팔레트 본체(20)를 관통하며 상하 방향으로 이동 가능하게 설치된다.
한편, 본 발명의 실시예에서 상기 가이드 샤프트(30)를 팔레트 본체(20)에 대하여 회전부시(40)와 함께 좌우 방향으로 회전시키기 위해, 팔레트 본체(20)의 하면을 관통한 가이드 샤프트(30)의 돌출 부분에는 그 가이드 샤프트(30)와 함께 회전부시(40)를 회전시키기 위한 공구 결합부재(50)가 고정되게 설치된다.
상기 공구 결합부재(50)는 원통과 가까운 링 형상으로서 이루어지며, 가이드 샤프트(30)의 외주면에 고정되게 설치된다.
그리고, 상기 공구 결합부재(50)에는 회전 공구(60)가 결합될 수 있는 돌기(51)를 형성하고 있는데, 그 돌기(51)에는 회전 공구(60)가 평면적으로 결합될 수 있는 평면부(53)를 형성하고 있다.
다른 한편으로, 상기 가이드 샤프트(30)에는 위에서 언급한 바 있듯이 하부 엔드 플레이트(EP2)의 매니폴드 구멍(MH) 및 연료전지들(FC)의 매니폴드부(MF)를 관통하여 끼워질 수 있다.
그리고, 상기 가이드 샤프트(30)의 상단부는 상부 엔드 플레이트(EP1)를 관통하여 끼워지지 않고 그 상부 엔드 플레이트(EP1)의 하부면을 지지할 수 있다.
또 다른 한편으로, 상기 가이드 샤프트(30)는 회전부시(40)에 의해 중심축이 이동하며 편심 회전하므로, 하부 엔드 플레이트(EP2)의 매니폴드 구멍(MH) 및 연료전지들(FC)의 매니폴드부(MF)에서 적어도 어느 한 쪽의 내주면에 밀착되며 그 하부 엔드 플레이트(EP2)와 연료전지들(FC)의 위치를 정렬할 수 있다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 적층 장치(100)의 작용을 앞서 개시한 도면들 및 하기의 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 적층 장치의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
우선 앞서 개시한 도면들을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 연료전지 적층 장치(100)는 연료전지 스택 제조 시스템(1)의 지지프레임(3)에 대하여 가압 프레스 기구(5)의 하측에 위치한 상태에 있다.
이와 같은 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 하부 엔드 플레이트(EP2)의 매니폴드 구멍(MH)에 가이드 샤프트(30)를 끼우며, 그 가이드 샤프트(30)를 통해 하부 엔드 플레이트(EP2)를 팔레트 본체(20)의 상면으로 로딩한다.
그리고 나서, 본 발명의 실시예에서는 연료전지(FC)의 매니폴드부(MF)에 가이드 샤프트(30)를 끼우며, 그 가이드 샤프트(30)를 통해 연료전지들(FC)을 하부 엔드 플레이트(EP2) 상에 순차적으로 적층한다.
이렇게 기 설정된 매수의 연료전지들(FC)을 가이드 샤프트(30)를 통해 하부 엔드 플레이트(EP2) 상에 적층한 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 회전 공구(60)를 가이드 샤프트(30)의 공구 결합부재(50)에 결합한 상태에서 그 회전 공구(60)를 회전시킨다. 이 때, 상기 회전 공구(60)는 공구 결합부재(50)의 평면부(53)에 평면적으로 결합된 상태에서 회전될 수 있다.
그러면, 상기 가이드 샤프트(30)는 회전 공구(60)에 의해 회전부시(40)와 함께 팔레트 본체(20)에 대하여 일측 방향으로 회전을 하게 된다.
본 발명의 실시예에서 가이드 샤프트(30)는 회전부시(40)에 축 방향을 따라 중심축이 편심되게 결합되어 있기 때문에, 도 6에서와 같이 그 중심축이 점선의 위치에서 일측 방향으로 이동하며 회전부시(40)와 함께 일측 방향으로 회전하게 된다.
이에, 상기 가이드 샤프트(30)는 회전부시(40)에 의해 중심축이 이동하며 편심 회전하므로, 하부 엔드 플레이트(EP2)의 매니폴드 구멍(MH) 및 연료전지들(FC)의 매니폴드부(MF)에서 어느 한 쪽의 내주면에 밀착되며 그 하부 엔드 플레이트(EP2)와 연료전지들(FC)의 위치를 정렬할 수 있다.
한편, 상기에서와 같이 가이드 샤프트(30)를 통해 팔레트 본체(20) 상에 하부 엔드 플레이트(EP2)와 연료전지들(FC)을 적층 및 정렬한 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 도 7에서와 같이 가압 프레스 기구(5)에 상부 엔드 플레이트(EP1)를 고정시킨 상태에서 그 가압 프레스 기구(5)를 하강시킨다.
그러면, 상기 상부 엔드 플레이트(EP1)는 이의 하면이 가이드 샤프트(30)의 상단에 밀착되고, 계속하여 가압 프레스 기구(5)를 하강시키게 되면, 그 가이드 샤프트(30)는 가압 프레스 기구(5)의 가압력에 의해 상부 엔드 플레이트(EP1)와 함께 하측 방향으로 이동하게 된다. 이 때, 상기 가이드 샤프트(30)는 팔레트 본체(20)에 대하여 회전부시(40)와 함께 하측 방향으로 이동될 수 있다.
이에 따라, 상기 가압 프레스 기구(5)는 팔레트 본체(20) 상에서 연료전지들(FC)을 사이에 두고 상하부 엔드 플레이트(EP1, EP2)를 가압할 수 있다. 여기서, 하부 엔드 플레이트(EP2)와 연료전지들(FC)은 가이드 샤프트(30)에 의해 정렬된 상태를 유지하면서 연료전지들(FC)의 적층 정도를 흐트러뜨리지 않고 연료전지들(FC)을 가압할 수 있다.
그리고 나서는 연료전지들(FC)과 상하부 엔드 플레이트(EP1, EP2)를 가압한 상태로 그 연료전지들(FC)의 기밀 검사를 실시하며, 연료전지들(FC)과 상하부 엔드 플레이트(EP1, EP2)의 체결 공정이 이루어질 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 적층 장치(100)에 의하면, 회전부시(40)를 통해 가이드 샤프트(30)를 편심 회전시키며 그 가이드 샤프트(30)의 중심축을 이동시킴으로써 하부 엔드 플레이트(EP2)와 연료전지들(FC)의 위치를 정렬할 수 있으므로, 연료전지들(FC)의 적층 정도 및 정렬 정도를 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 편심 회전하며 중심축이 이동하는 가이드 샤프트(30)를 통해 연료전지들(FC)의 매니폴드부(MF) 및 하부 엔드 플레이트(EP2)의 매니폴드 구멍(MH)을 기준으로 연료전지들(FC)과 하부 엔드 플레이트(EP2)를 정렬할 수 있으므로, 연료전지 적층 집합체의 외곽을 정렬하는 종래 기술과 달리, 연료전지들(FC)의 변형을 방지할 수 있고, 연료전지 스택 내부의 유체 기밀을 유리하게 확보할 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 실시예에서는 연료전지들(FC)의 기밀 검사 및 연료전지들(FC)과 상하부 엔드 플레이트(EP1, EP2)의 체결을 위한 가압 프레스 기구(5)의 하강 스트로크에 대응하여 가이드 샤프트(30)를 하강시킬 수 있기 때문에, 연료전지 스택의 높이에 상관없이 연료전지들(FC)의 기밀 검사 및 체결 공정을 실시할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.
1... 연료전지 스택 제조 시스템 3... 지지프레임
5... 가압 프레스 기구 10... 베이스 프레임
20... 팔레트 본체 21... 지지로드
30... 가이드 샤프트 40... 회전부시
50... 공구 결합부재 51... 돌기
53... 평면부 60... 회전 공구
EP1... 상부 엔드 플레이트 EP2... 하부 엔드 플레이트
FC... 연료전지 MF... 매니폴드부
MH... 매니폴드 구멍

Claims (10)

  1. 다수 매의 연료전지들과 이들 연료전지들의 상하부에 상하부 엔드 플레이트를 적층하기 위한 연료전지 적층 장치로서,
    베이스 프레임;
    상기 베이스 프레임에 지지로드를 통해 상측 방향으로 이격되게 설치되는 팔레트 본체; 및
    상기 팔레트 본체의 각 모서리 부분에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 연료전지들의 매니폴드부에 끼워지는 복수 개의 가이드 샤프트;
    를 포함하며,
    상기 가이드 샤프트는 상기 팔레트 본체에 대하여 중심축이 이동하며 회전 가능하게 설치되되, 상기 팔레트 본체에 회전부시를 통해 회전 가능하게 설치되며, 상기 회전부시에 축 방향을 따라 중심축이 편심되게 결합되고,
    상기 회전부시는 상기 팔레트 본체에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 가이드 샤프트는 상기 회전부시에 축 방향으로 편심되게 끼워지며 고정되는 것을 특징으로 하는 연료전지 적층 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 가이드 샤프트는 회전 시, 상기 중심축이 이동하며 상기 연료전지들과 하부 엔드 플레이트를 정렬하는 것을 특징으로 하는 연료전지 적층 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 가이드 샤프트는 상기 팔레트 본체를 관통하며 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 적층 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 팔레트 본체의 하면을 관통한 상기 가이드 샤프트의 돌출 부분에는 상기 가이드 샤프트와 함께 상기 회전부시를 회전시키기 위한 공구 결합부재가 고정되게 설치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 적층 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 공구 결합부재에는 회전 공구가 결합될 수 있는 평면부가 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 적층 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 가이드 샤프트는,
    상기 연료전지들의 매니폴드부에 대응하는 상기 하부 엔드 플레이트의 매니폴드 구멍을 관통하며 끼워지는 것을 특징으로 하는 연료전지 적층 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 가이드 샤프트는 상기 회전부시에 의해 편심 회전하며 상기 연료전지들의 매니폴드부 및 하부 엔드 플레이트의 매니폴드 구멍에서 적어도 어느 한 쪽의 내주면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 연료전지 적층 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 가이드 샤프트의 상단부는 상기 상부 엔드 플레이트의 하면을 지지하는 것을 특징으로 하는 연료전지 적층 장치.
KR1020130143268A 2013-11-22 2013-11-22 연료전지 적층 장치 KR102029841B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130143268A KR102029841B1 (ko) 2013-11-22 2013-11-22 연료전지 적층 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130143268A KR102029841B1 (ko) 2013-11-22 2013-11-22 연료전지 적층 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150059542A KR20150059542A (ko) 2015-06-01
KR102029841B1 true KR102029841B1 (ko) 2019-10-08

Family

ID=53490600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130143268A KR102029841B1 (ko) 2013-11-22 2013-11-22 연료전지 적층 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102029841B1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101765588B1 (ko) 2015-09-25 2017-08-07 현대자동차 주식회사 연료전지 스택 조립 장치 및 그의 제어방법
KR102117662B1 (ko) * 2016-05-24 2020-06-01 주식회사 엘지화학 스택 제조용 정렬지그
KR101875574B1 (ko) * 2016-11-25 2018-07-10 주식회사 에스에프에이 연료전지 셀 스태커
KR102187279B1 (ko) * 2019-05-09 2020-12-04 (주)휴민텍 절연 블럭 체인지 유닛을 이용한 절연 블럭 자유 낙하 방법
FR3098023A1 (fr) * 2019-06-25 2021-01-01 Faurecia Systemes D'echappement Dispositif pour la réalisation d’un empilage de plaques
DE102020202058A1 (de) * 2020-02-19 2021-08-19 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Vorrichtung und Verfahren zum Montieren eines elektrochemischen Zellenstapels
KR102596673B1 (ko) * 2021-04-01 2023-11-02 (주)에이앤지테크놀로지 연료전지 스택의 기밀 시험 시스템

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006185738A (ja) 2004-12-27 2006-07-13 Toyota Motor Corp 燃料電池の製造方法
JP2006185737A (ja) * 2004-12-27 2006-07-13 Toyota Motor Corp 燃料電池の製造方法
JP2008123819A (ja) * 2006-11-10 2008-05-29 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池の製造方法および製造装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4410063B2 (ja) * 2004-09-06 2010-02-03 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
KR101294584B1 (ko) * 2007-12-13 2013-08-07 현대자동차주식회사 연료전지용 스택 조립장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006185738A (ja) 2004-12-27 2006-07-13 Toyota Motor Corp 燃料電池の製造方法
JP2006185737A (ja) * 2004-12-27 2006-07-13 Toyota Motor Corp 燃料電池の製造方法
JP2008123819A (ja) * 2006-11-10 2008-05-29 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池の製造方法および製造装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150059542A (ko) 2015-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102029841B1 (ko) 연료전지 적층 장치
KR101836251B1 (ko) 연료전지 스택 조립 장치
CN109273750B (zh) 一种燃料电池自动化装堆装置
KR101294584B1 (ko) 연료전지용 스택 조립장치
CN106981676B (zh) 燃料电池堆的组装-压缩系统
US20200119372A1 (en) Assembly system that assembles insulating plate and mounting bar, and assembly method
KR20090062963A (ko) 연료전지 스택 조립장치용 이송기
KR101066505B1 (ko) 적층 방법 및 적층 장치
CN113991158B (zh) 一种燃料电池电堆组装方法及组装系统
KR102487170B1 (ko) 연료전지 부품의 접합 장치 및 방법
KR20170072063A (ko) 연료전지 스택용 적층 장치
KR20090062411A (ko) 연료전지스택 조립기용 로터리 테이블 유니트
AU2015297244B2 (en) Stack welding apparatus for redox flow battery
US10886555B2 (en) Apparatus for activating membrane electrode assembly for fuel cells
US9742013B2 (en) System for inspecting quality of membrane-electrode assembly of fuel cell and quality inspection method thereof
KR101371496B1 (ko) 연료전지 스택 부품 제조 장치
KR101510337B1 (ko) 연료전지 스택 자동 언로딩 장치
JP6003812B2 (ja) 燃料電池の製造方法
KR101550607B1 (ko) 연료전지 적층 장치
KR20090108478A (ko) 연료전지 스택 자동 기밀 검수 장치 및 방법
CN210558035U (zh) 膜电极上料装置
KR101628681B1 (ko) 연료전지 결합장치 및 이를 이용한 연료전지 결합방법
KR20230090555A (ko) 연료전지 셀의 적층시스템
KR101927172B1 (ko) 연료전지 스택 자동 조립 시스템의 부품 정렬장치
KR100887798B1 (ko) 연료전지 스택용 분리판 체결장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant