KR20200031328A - Fuel cell, vehicle including the cell, and method for manufacturing the cell - Google Patents
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Abstract
Description
실시 예는 연료 전지, 이 전지를 포함하는 차량 및 이 전지의 제조 방법에 관한 것이다.An embodiment relates to a fuel cell, a vehicle including the cell, and a method for manufacturing the cell.
일반적으로 연료 전지는 고분자 전해질막을 포함하고, 막을 기준으로 한 쪽 면으로 공기가 공급되고 다른 쪽 면으로 수소가 공급되어 전기를 생산한다. 이러한 연료 전지를 이용하여 차량에 전기를 공급할 수 있다. 이러한 연료 전지에서 복수 개의 단위 셀이 적층된 셀 스택의 정렬도가 개선될 것이 요구되고 있다.In general, a fuel cell includes a polymer electrolyte membrane, and air is supplied to one side based on the membrane and hydrogen is supplied to the other side to produce electricity. The fuel cell can be used to supply electricity to the vehicle. In such a fuel cell, there is a demand for improved alignment of a cell stack in which a plurality of unit cells are stacked.
실시 예는 개선된 정렬도와 간단한 구성과 저렴한 제조 비용과 부품의 손상도가 낮은 연료 전지, 이 전지를 포함하는 차량 및 이 전지의 제조 방법을 제공한다.An embodiment provides a fuel cell, a vehicle including the cell, and a method of manufacturing the cell, with improved alignment and simple construction, low manufacturing cost, and low component damage.
일 실시 예에 의한 연료 전지는, 제1 방향으로 적층된 복수의 단위 셀을 포함하는 셀 스택; 상기 셀 스택의 양 측단에 각각 배치된 엔드 플레이트; 상기 엔드 플레이트 사이에 배치된 상기 셀 스택을 감싸며 배치된 인클로저; 및 상기 인클로저의 인접하는 내측면 각각에서 상기 셀 스택을 향하여 돌출된 형상을 가지며, 상기 제1 방향으로 연장되며, 상기 내측면의 가장 자리로부터 이격되어 상기 내측면 상에 배치된 돌출부를 포함하고, 상기 셀 스택의 상기 복수의 단위 셀 각각은 상기 돌출부를 수용하는 수용홈을 포함할 수 있다.A fuel cell according to an embodiment includes a cell stack including a plurality of unit cells stacked in a first direction; End plates disposed on both side ends of the cell stack; An enclosure disposed around the cell stack disposed between the end plates; And a protrusion protruding toward the cell stack from each of the adjacent inner surfaces of the enclosure, extending in the first direction, and spaced apart from the inner edge of the inner surface and disposed on the inner surface, Each of the plurality of unit cells of the cell stack may include an accommodation groove accommodating the protrusion.
예를 들어, 상기 인클로저는 서로 인접하며 일체로 형성된 제1 및 제2 내측면을 갖는 제1 인클로저; 및 서로 인접하며 일체로 형성되며, 상기 엔드 플레이트 및 상기 제1 및 제2 내측면과 함께 상기 셀 스택이 수용되는 공간을 정의하는 제3 및 제4 내측면을 갖는 제2 인클로저를 포함하고, 상기 돌출부는 제1 내지 제4 내측면 중 인접하는 상기 내측면에 각각 배치될 수 있다.For example, the enclosures may include first enclosures having first and second inner surfaces integrally formed adjacent to each other; And second enclosures formed adjacent to each other and integrally formed with the end plate and the first and second inner surfaces, the third and fourth inner surfaces defining a space in which the cell stack is accommodated, and wherein The protrusions may be respectively disposed on adjacent inner surfaces of the first to fourth inner surfaces.
예를 들어, 상기 인클로저는 상기 공간을 사이에 두고 상기 제1 방향으로 서로 마주하는 제1 및 제2 개구를 포함하고, 상기 엔드 플레이트는 상기 인클로저의 상기 제1 및 제2 개구에 각각 고정되어 배치될 수 있다.For example, the enclosure includes first and second openings facing each other in the first direction with the spaces interposed therebetween, and the end plates are respectively fixed to the first and second openings of the enclosure. Can be.
예를 들어, 상기 돌출부의 높이는 상기 수용홈의 깊이보다 크고, 상기 돌출부의 재질은 절연성을 가질 수 있다.For example, the height of the protrusion is greater than the depth of the receiving groove, and the material of the protrusion can have insulation.
예를 들어, 상기 단위 셀은 막전극 접합체; 상기 막전극 접합체의 양측에 각각 배치된 가스 확산층; 및 상기 막전극 접합체와 상기 가스 확산층을 지지하며, 상기 가스 확산층 각각의 외측에 배치되며, 상기 막전극 접합체로 유체의 유입 및 유출을 허용하는 복수의 매니폴드를 갖는 분리판을 포함하고, 상기 수용홈은 상기 막전극 접합체와 상기 분리판 각각에서 상기 돌출부와 대향하여 형성될 수 있다.For example, the unit cell may include a membrane electrode assembly; Gas diffusion layers disposed on both sides of the membrane electrode assembly; And a separator plate supporting the membrane electrode assembly and the gas diffusion layer, disposed outside each of the gas diffusion layers, and having a plurality of manifolds allowing fluid to flow into and out of the membrane electrode assembly. Grooves may be formed to face the protrusions in each of the membrane electrode assembly and the separation plate.
예를 들어, 상기 분리판은 상기 복수의 매니폴드가 배치된 제1 측부; 상기 제1 측부에 인접하는 제2 측부를 포함하고, 상기 수용홈은 상기 제1 및 제2 측부 각각의 외측에 형성될 수 있다.For example, the separation plate may include a first side portion on which the plurality of manifolds are disposed; It includes a second side adjacent to the first side, the receiving groove may be formed on the outside of each of the first and second sides.
예를 들어, 상기 수용홈은 상기 제1 측부보다 상기 제2 측부에 더 많이 배치되고, 상기 돌출부는 상기 제1 측부와 마주하는 내측면보다 상기 제2 측부와 마주하는 내측면에 더 많이 배치될 수 있다.For example, the receiving groove is disposed more on the second side than the first side, and the protrusion is disposed more on the inner side facing the second side than the inner side facing the first side. You can.
예를 들어, 상기 제1 측부는 상기 매니폴드가 위치하는 제1 영역; 및 상기 매니폴드 사이의 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 측부에 형성된 상기 수용홈은 상기 제2 영역의 외측에 형성될 수 있다.For example, the first side portion may include a first region in which the manifold is located; And a second region between the manifolds, and the receiving groove formed in the first side may be formed outside the second region.
예를 들어, 상기 돌출부는 상기 인클로저의 상기 내측면의 법선과 나란한 방향을 기준으로 경사지게 배치될 수 있다.For example, the protrusion may be arranged to be inclined based on a direction parallel to the normal of the inner surface of the enclosure.
예를 들어, 상기 서로 인접하는 내측면 각각에 배치된 돌출부는 상기 인접하는 내측면 사이의 내각을 균등하게 양분하며, 상기 서로 인접하는 내측면의 경계를 지나는 경계면과 나란한 방향으로 경사지게 형성될 수 있다.For example, the protrusions disposed on each of the adjacent inner surfaces equally bisect the inner cabinet between the adjacent inner surfaces, and may be formed to be inclined in a direction parallel to the boundary surface passing through the boundary of the inner surfaces adjacent to each other. .
예를 들어, 상기 연료 전지는, 상기 돌출부와 상기 인클로저를 체결하는 체결부를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 체결부는 '십(+)자', '티(T)'자 또는 '오(O)'자 형태의 외관을 가질 수 있다.For example, the fuel cell may further include a fastening part for fastening the protrusion and the enclosure. For example, the fastening portion may have an appearance in the form of a 'seventeen (+)', 'tee (T)', or 'five (O)'.
다른 실시 예에 의하면, 연료 전지를 포함하는 차량에서, 상기 돌출부는 상기 제1 내지 제4 내측면 각각에 배치되고, 상기 제1 내지 제4 내측면 중에서 서로 마주보는 내측면에 배치된 돌출부는 서로 다른 방향으로 경사질 수 있다.According to another embodiment, in a vehicle including a fuel cell, the protrusions are disposed on each of the first to fourth inner surfaces, and the protrusions disposed on the inner surfaces facing each other among the first to fourth inner surfaces are It can be tilted in different directions.
또 다른 실시 예에 의한 연료 전지를 제조하는 방법은, 수평면을 기준으로 경사지게 배치된 프레스 지그에 상기 엔드 플레이트 중 하나인 제1 엔드 플레이트를 장착하는 단계; 상기 제1 인클로저의 일단부를 상기 제1 엔드 플레이트에 고정하는 단계; 상기 중력 방향으로 상기 복수의 단위 셀 중 일부를 상기 제1 인클로저에 장착하는 단계; 상기 제1 인클로저의 타단부에 연결되며 상기 제1 인클로저와 동일한 형상을 갖는 가이드 지그에 상기 복수의 단위 셀 중 나머지를 장착하는 단계; 마지막으로 장착된 상기 단위 셀에 상기 엔드 플레이트 중 다른 하나인 제2 엔드 플레이트를 장착하는 단계; 상기 제2 엔드 플레이트를 상기 제1 방향으로 상기 제1 인클로저의 타단부까지 가압하는 단계; 및 상기 제2 인클로저를 상기 제1 인클로저에 결합시키는 단계를 포함할 수 있다.A method of manufacturing a fuel cell according to another embodiment includes mounting a first end plate, one of the end plates, on a press jig disposed obliquely relative to a horizontal plane; Fixing one end of the first enclosure to the first end plate; Mounting part of the plurality of unit cells in the first direction to the first enclosure; Attaching the rest of the plurality of unit cells to a guide jig connected to the other end of the first enclosure and having the same shape as the first enclosure; Mounting a second end plate, which is another one of the end plates, to the last mounted unit cell; Pressing the second end plate to the other end of the first enclosure in the first direction; And coupling the second enclosure to the first enclosure.
예를 들어, 상기 프레스 지그가 상기 수평면을 기준으로 경사진 각도는 30° 내지 60°일 수 있다.For example, the angle at which the press jig is inclined relative to the horizontal plane may be 30 ° to 60 °.
예를 들어, 상기 복수의 단위 셀을 장착하는 단계는 상기 복수의 단위 셀을 하나씩 장착할 수 있다.For example, in the step of mounting the plurality of unit cells, the plurality of unit cells may be mounted one by one.
예를 들어, 상기 제1 인클로저의 내측면 중에서 상기 제1 측부와 대향하는 상기 제2 또는 제3 내측면의 반대측 제1 외측면과 수평면 사이의 제1 각도는 상기 제1 인클로저의 내측면 중에서 상기 제2 측부와 대향하는 상기 제1 또는 제4 내측면의 반대측 제2 외측면과 수평면 사이의 제2 각도보다 클 수 있다. 상기 제1 각도는 45°보다 크고, 상기 제2 각도는 45°보다 작을 수 있다.For example, a first angle between a first outer surface and a horizontal surface on the opposite side of the second or third inner surface facing the first side among the inner surfaces of the first enclosure may be selected from among the inner surfaces of the first enclosure. It may be greater than a second angle between the second outer surface and the horizontal surface opposite the first or fourth inner surface facing the second side. The first angle may be greater than 45 °, and the second angle may be less than 45 °.
실시 예에 따른 연료 전지, 이 전지를 포함하는 차량 및 이 전지의 제조 방법은 복수의 단위 셀이 높은 정렬도를 가지고 적층되며, 예를 들어, MEA와 GDL 같은 부품의 손상을 방지할 수 있고, 낮은 제조 비용과, 간단한 구성을 가지며, 셀 스택과 인클로저 간의 전기적인 단락을 방지할 수 있다.A fuel cell according to an embodiment, a vehicle including the cell, and a method for manufacturing the cell are stacked with a plurality of unit cells having a high degree of alignment, for example, to prevent damage to components such as MEA and GDL, It has low manufacturing cost, simple configuration, and can prevent electrical shorts between the cell stack and the enclosure.
도 1은 실시 예에 의한 연료 전지의 외관 사시도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 연료 전지에서 엔드 플레이트 및 셀 스택의 단면도를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 연료 전지를 I-I'선을 따라 절개한 일 실시 예에 의한 분해 단면도를 나타낸다.
도 4a 및 도 4b는 셀 스택, 인클로저 및 엔드 플레이트의 분해 사시도 및 부분 결합 사시도를 각각 나타낸다.
도 5는 도 3에 도시된 'A' 부분의 확대도를 나타낸다.
도 6은 도 1에 도시된 연료 전지를 I-I'선을 따라 절개한 다른 실시 예에 의한 분해 단면도를 나타낸다.
도 7a 내지 도 7c는 도 3에 도시된 'B' 부분의 다양한 실시 예에 의한 확대도를 나타낸다.
도 8은 도 1에 도시된 연료 전지를 I-I' 선을 따라 절개한 결합 단면도를 나타낸다.
도 9 (a) 내지 (f)는 실시 예에 의한 연료 전지 제조 방법을 설명하기 위한 공정 사시도를 나타낸다.
도 10은 도 9 (d)에 도시된 가이드 지그의 확대 사시도를 나타낸다.
도 11은 제1 비교 례에 의한 연료 전지 제조 방법을 각각 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 제2 비교 례에 의한 연료 전지 제조 방법을 각각 설명하기 위한 도면이다.1 shows an external perspective view of a fuel cell according to an embodiment.
FIG. 2 shows a cross-sectional view of the end plate and cell stack in the fuel cell shown in FIG. 1.
3 is an exploded cross-sectional view according to an embodiment of the fuel cell shown in FIG. 1 taken along the line I-I '.
4A and 4B show exploded and partially coupled perspective views of a cell stack, enclosure, and end plate, respectively.
5 is an enlarged view of a portion 'A' shown in FIG. 3.
6 is an exploded cross-sectional view of another embodiment of the fuel cell shown in FIG. 1 taken along line I-I '.
7A to 7C are enlarged views according to various embodiments of a portion 'B' shown in FIG. 3.
8 is a cross-sectional view of the fuel cell shown in FIG. 1 taken along line II ′.
9 (a) to (f) show a process perspective view for explaining a fuel cell manufacturing method according to an embodiment.
10 is an enlarged perspective view of the guide jig shown in FIG. 9 (d).
11 is a view for explaining a method of manufacturing a fuel cell according to a first comparative example, respectively.
12 is a view for explaining a method of manufacturing a fuel cell according to a second comparative example, respectively.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시 예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, examples will be described to specifically describe the present invention, and the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings to help understand the invention.
그러나, 본 발명에 따른 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.However, the embodiments according to the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.
본 실시 예의 설명에 있어서, 각 구성요소(element)의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 구성요소(element)가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 구성요소(element)가 상기 두 구성요소(element) 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다.In the description of this embodiment, when described as being formed on "on (up) or down (down)" (on or under) of each element (element), the top (top) or bottom (bottom) ( on or under includes both two elements directly contacting each other or one or more other elements being formed indirectly between the two elements.
또한 "상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"로 표현되는 경우 하나의 구성요소(element)를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In addition, when expressed as "up (up)" or "down (down) (on or under)", it may include the meaning of the downward direction as well as the upward direction based on one element.
또한, 이하에서 이용되는 "제1" 및 "제2," "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서 이용될 수도 있다.In addition, relational terms such as "first" and "second," "top / top / top" and "bottom / bottom / bottom" as used hereinafter, may include any physical or logical relationship between such entities or elements, or It can also be used to distinguish one entity or element from another, without necessarily requiring or implying order.
이하, 실시 예에 의한 연료 전지(100:100A, 100B), 이 연료 전지(100:100A, 100B)를 포함하는 차량 및 이 연료 전지(100:100A, 100B)의 제조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다. 편의상, 데카르트 좌표계(x축, y축, z축)를 이용하여 연료 전지(100:100A, 100B), 이를 포함하는 차량 및 이를 제조 방법을 설명하지만, 다른 좌표계에 의해서도 이를 설명할 수 있음은 물론이다. 또한, 데카르트 좌표계에 의하면, x축, y축 및 z축은 서로 직교하지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, x축, y축 및 z축은 서로 교차할 수도 있다.Hereinafter, a fuel cell (100: 100A, 100B) according to an embodiment, a vehicle including the fuel cell (100: 100A, 100B) and a method of manufacturing the fuel cell (100: 100A, 100B), refer to the accompanying drawings. It is explained as follows. For convenience, a fuel cell (100: 100A, 100B) using a Cartesian coordinate system (x-axis, y-axis, z-axis), a vehicle including the same, and a method of manufacturing the same are described, but it can also be described by other coordinate systems. to be. Further, according to the Cartesian coordinate system, the x-axis, y-axis, and z-axis are orthogonal to each other, but the embodiment is not limited thereto. That is, the x-axis, y-axis, and z-axis may cross each other.
도 1은 실시 예에 의한 연료 전지(100)의 외관 사시도를 나타내고, 도 2는 도 1에 도시된 연료 전지(100)에서 엔드 플레이트(110A, 110B) 및 셀 스택(122)의 단면도를 나타낸다. 설명의 편의상, 도 1에 도시된 인클로저(encloser)(300)의 도시는 도 2에서 생략된다.1 shows an external perspective view of a
연료 전지(100)는 예를 들어, 차량 구동을 위한 전력 공급원으로 가장 많이 연구되고 있는 고분자 전해질막 연료전지(PEMFC:Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, Proton Exchange Membrane Fuel Cell)일 수 있으나, 실시 예는 연료 전지의 특정한 형태에 국한되지 않는다.The
연료 전지(100)는 엔드 플레이트(end plate)(또는, 가압 플레이트 또는 압축판)(110A, 110B), 집전판(112), 셀 스택(cell stack)(122) 및 인클로저(300)를 포함할 수 있다.The
셀 스택(122)은 제1 방향(예를 들어, x축 방향)으로 적층된 복수의 단위 셀(122-1 내지 122-N)을 포함할 수 있다. 여기서, N은 1 이상의 양의 정수로서, 수십 내지 수백일 수 있다. N은 예를 들어, 100 내지 300, 바람직하게는 220일 수 있으나, 실시 예는 N의 특정한 수에 국한되지 않는다.The
각 단위 셀(122-n)은 0.6 볼트 내지 1.0 볼트, 평균적으로 0.7볼트의 전기를 생성할 수 있다. 여기서, 1≤n≤N이다. 따라서, 연료 전지(100)로부터 부하로 공급하고자 하는 전력의 세기에 따라 N이 결정될 수 있다. 여기서, 부하란, 연료 전지(100)가 차량에 이용될 경우, 차량에서 전력을 요구하는 부분을 의미할 수 있다.Each unit cell 122-n may generate 0.6 volts to 1.0 volts, and on average 0.7 volts of electricity. Here, 1≤n≤N. Therefore, N may be determined according to the strength of power to be supplied from the
각 단위 셀(122-n)은 막전극 접합체(MEA:Membrane Electrode Assembly)(210), 가스 확산층(GDL:Gas Diffusion Layer)(222, 224), 가스켓(Gasket)(232, 234, 236) 및 분리판(또는, 바이폴라 플레이트(bipolar plate) 또는 세퍼레이터(separator))(240:242, 244)을 포함할 수 있다.Each unit cell 122-n includes a membrane electrode assembly (MEA: membrane electrode assembly) 210, a gas diffusion layer (GDL) (222, 224), a gasket (232, 234, 236), and It may include a separation plate (or a bipolar plate (bipolar plate) or a separator (separator)) (240: 242, 244).
막전극 접합체(210)는 수소 이온이 이동하는 전해질막을 중심으로 막의 양쪽에 전기화학반응이 일어나는 촉매 전극층이 부착된 구조를 갖는다. 구체적으로, 막전극 접합체(210)는 고분자 전해질막(또는, 프로톤(proton) 교환막)(212), 연료극(또는, 수소극 또는 산화 전극)(214) 및 공기극(또는, 산소극 또는 환원 전극)(216)을 포함할 수 있다. 또한, 막전극 접합체(210)는 서브 가스켓(238)을 더 포함할 수도 있다.The
고분자 전해질막(212)은 연료극(214)과 공기극(216) 사이에 배치된다.The
연료 전지(100)에서 연료인 수소는 제1 분리판(242)을 통해 연료극(214)으로 공급되고, 산화제인 산소를 포함하는 공기는 제2 분리판(244)을 통해 공기극(216)으로 공급될 수 있다.In the
연료극(214)으로 공급된 수소는 촉매에 의해 수소 이온(proton, H+)과 전자(electron, e-)로 분해되며, 이 중 수소 이온만이 선택적으로 고분자 전해질막(212)을 통과하여 공기극(216)으로 전달되고, 동시에 전자는 도체인 분리판(242, 244)을 통해 공기극(216)으로 전달될 수 있다. 전술한 동작을 위해, 연료극(214)과 공기극(216) 각각에는 촉매층이 도포될 수 있다. 이와 같이, 전자의 이동에 기인하여 외부 도선을 통한 전자의 흐름이 발생하여 전류가 생성된다. 즉, 연료인 수소와 공기에 포함된 산소와의 전기 화학 반응에 의해, 연료 전지(100)는 전력을 발생함을 알 수 있다.Hydrogen supplied to the
공기극(216)에서는 고분자 전해질막(212)을 통해 공급된 수소 이온과 분리판(242, 244)을 통해 전달된 전자가 공기극(216)으로 공급된 공기 중 산소와 만나서 물(또는, '응축수' 또는 '생성수')을 생성하는 반응을 일으킨다.In the
경우에 따라, 연료극(214)을 양극(anode)이라 칭하고 공기극(216)을 음극(cathode)이라고 칭하거나 이와 반대로 연료극(214)을 음극이라 칭하고 공기극(216)을 양극이라고 칭할 수도 있다.In some cases, the
가스 확산층(222, 224)은 반응 기체인 수소와 산소를 고르게 분포시키고 발생된 전기에너지를 전달하는 역할을 수행한다. 이를 위해, 가스 확산층(222, 224)은 막전극 접합체(210)의 양측에 각각 배치될 수 있다. 즉, 제1 가스 확산층(222)은 연료극(214)의 좌측부에 배치되고, 제2 가스 확산층(224)은 공기극(216)의 우측부에 배치될 수 있다.The gas diffusion layers 222 and 224 evenly distribute hydrogen and oxygen, which are reaction gases, and serve to transfer generated electrical energy. To this end, the gas diffusion layers 222 and 224 may be disposed on both sides of the
제1 가스 확산층(222)은 제1 분리판(242)을 통해 공급되는 반응 기체인 수소를 확산시켜 고르게 분포시키는 역할을 하며, 전기 전도성을 가질 수 있다. 제2 가스 확산층(224)은 제2 분리판(244)을 통해 공급되는 반응 기체인 공기를 확산시켜 고르게 분포시키는 역할을 하며, 전기 전도성을 가질 수 있다.The first
제1 및 제2 가스 확산층(222, 224) 각각은 미세한 카본 파이버(carbon fiber)들이 결합된 미세 기공층일 수 있으나, 실시 예는 제1 및 제2 가스층(222, 224)의 특정한 형태에 국한되지 않는다.Each of the first and second gas diffusion layers 222 and 224 may be a microporous layer in which fine carbon fibers are combined, but the embodiment is not limited to a specific form of the first and second gas layers 222 and 224. Does not.
가스켓(232, 234, 236)은 반응기체들 및 냉각수의 기밀성과 적정 체결압을 유지하며, 분리판(242, 244)을 적층할 때 응력을 분산시키며, 유로를 독립적으로 밀폐시키는 역할을 수행한다. 이와 같이, 가스켓(232, 234, 236)에 의해 기밀/수밀이 유지됨으로써 전력을 생성하는 셀 스택(122)과 인접한 면의 평탄도가 관리되어, 셀 스택(122)의 반응면에 균일한 면압 분포가 이루어질 수 있다.Gaskets (232, 234, 236) maintain the airtightness and proper tightening pressure of the reactants and cooling water, and distribute stress when stacking the separation plates (242, 244), and serve to independently seal the flow path . As such, the
분리판(242, 244)은 반응기체들 및 냉각매체를 이동시키는 역할과 복수의 단위 셀 각각을 다른 단위 셀과 분리시키는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 분리판(242, 244)은 막전극 접합체(210)와 가스 확산층(222, 224)을 구조적으로 지지하며, 발생한 전류를 수집하여 집전판(112)으로 전달하는 역할을 수행할 수도 있다.The
분리판(242, 244)은 가스 확산층(222, 224)의 외측에 각각 배치될 수 있다. 즉, 제1 분리판(242)은 제1 가스 확산층(222)의 좌측에 배치되고, 제2 분리판(244)은 제2 가스 확산층(224)의 우측에 배치될 수 있다.The
제1 분리판(242)은 반응 기체인 수소를 제1 가스 확산층(222)을 통해 연료극(214)으로 공급하는 역할을 한다. 제2 분리판(244)은 반응 기체인 공기를 제2 가스 확산층(224)을 통해 공기극(216)으로 공급하는 역할을 한다. 그 밖에, 제1 및 제2 분리판(242, 244) 각각은 냉각 매체(예를 들어, 냉각수)가 흐를 수 있는 채널을 형성할 수도 있다. 또한, 분리판(242, 244)은 흑연계, 복합 흑연계 또는 금속계의 물질로 구현될 수 있으나, 실시 예는 분리판(242, 244)의 특정한 재질에 국한되지 않는다.The
한편, 도 1 및 도 2에 도시된 엔드 플레이트(110A, 110B)는 셀 스택(122)의 양 측단 각각에 배치되어, 복수의 단위 셀(122)을 지지하며 고정시킬 수 있다. 즉, 제1 엔드 플레이트(110A)는 셀 스택(122)의 양 측단 중 일측단에 배치되고, 제2 엔드 플레이트(110B)는 셀 스택(122)의 양 측단 중 타측단에 배치될 수 있다. 이해를 돕기 위해, 도 1에 도시된 점선은 인클로저(300)의 내부에 배치되어 보이지 않는 엔드 플레이트(110A, 110B)를 나타낸다.Meanwhile, the
엔드 플레이트(110A, 110B)는 금속 인서트가 플라스틱 사출물에 의해 둘러싸인 형태를 가질 수 있다. 엔드 플레이트(110A, 110B)의 금속 인서트는 내부 면압에 견디기 위해 고강성 특성을 가질 수 있으며 금속 재질을 기계 가공하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 엔드 플레이트(110A, 110B)는 다수 개의 플레이트를 결합하여 형성될 수 있으나, 실시 예는 엔드 플레이트(110A, 110B)의 특정한 구성에 제한되지 않는다.The
집전판(112)은 셀 스택(122)과 대면하는 엔드 플레이트(110A, 110B)의 내측면(110AI, 110BI)과 셀 스택(122) 사이에 배치될 수 있다. 집전판(112)은 셀 스택(122)에서 전자의 흐름으로 생성된 전기 에너지를 모아서 연료 전지(100)가 사용되는 부하로 공급하는 역할을 한다.The
또한, 제1 엔드 플레이트(110A)는 복수의 매니폴드(manifold)(또는 연통부)(M)를 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 제1 및 제2 분리판(242, 244) 각각은 도 1에 도시된 제1 엔드 플레이트(110A)의 매니폴드(M)와 각각 동일한 위치에 동일한 형태로 형성된 매니폴드를 포함할 수 있다. 여기서, 매니폴드(M)는 인렛(inlet) 매니폴드와 아웃렛(outlet) 매니폴드를 포함할 수 있다. 막전극 접합체(210)에서 필요한 반응 가스인 수소 및 산소가 외부로부터 인렛 매니폴드(M)를 통해 셀 스택(122)으로 유입될 수 있다. 가습되어 공급된 반응 기체와 셀 내부에서 생성된 응축수가 더해진 기체 또는 액체가 아웃렛 매니폴드(M)를 통해 연료 전지(100)의 외부로 유출될 수 있다. 또한, 냉각매체는 인렛 매니폴드(M)를 통해 외부로부터 셀 스택(122)으로 유입되고 아웃렛 매니폴드(M)를 통해 외부로 유출될 수 있다. 이와 같이, 복수의 매니폴드(M)는 막전극 접합체(210)로 유체의 유입 및 유출을 허용한다.In addition, the
한편, 인클로저(300)는 엔드 플레이트(110A, 110B) 사이에 배치된 셀 스택(122)을 감싸며 배치될 수 있다. 실시 예에 의하면, 인클로저(300)는 엔드 플레이트(110A, 110B)와 함께 복수의 단위 셀을 제1 방향으로 체결하는 체결 부재의 역할을 수행할 수 있다. 즉, 셀 스택(122)의 체결압은 강체 구조의 엔드 플레이트(110A, 110B)와 인클로저(300)에 의해 유지될 수 있다.Meanwhile, the
이하, 도 1에 도시된 연료 전지(100)의 다양한 실시 예(100A, 100B)를 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 살펴본다.Hereinafter,
도 3은 도 1에 도시된 연료 전지(100)를 I-I'선을 따라 절개한 일 실시 예(100A)에 의한 분해 단면도를 나타낸다.3 is an exploded cross-sectional view of one embodiment (100A) of the
도 4a 및 도 4b는 셀 스택(122), 인클로저(300) 및 엔드 플레이트(110A, 110B)의 분해 사시도 및 부분 결합 사시도를 각각 나타낸다. 설명의 편의상 도 4a에서 엔드 플레이트(110A, 110B)의 도시는 생략되고, 도 4b에서 셀 스택(122)의 도시는 생략된다.4A and 4B show an exploded perspective view and a partially coupled perspective view of the
연료 전지(100A)는 분리판(240), 인클로저(300) 및 돌출부(412, 414, 416, 418)를 포함할 수 있다. 분리판(240)은 도 2에 도시된 제1 분리판(242) 또는 제2 분리판(244) 중 적어도 하나에 해당할 수 있다.The
돌출부(412 내지 418)는 인클로저(300)의 인접하는 내측면 각각에서 셀 스택(122)을 향하여 돌출된 형상을 가질 수 있다.The
예를 들어, 인클로저(300)는 제1 및 제2 인클로저(310, 320)를 포함할 수 있다.For example, the
제1 인클로저(310)는 서로 인접하며 일체로 형성된 제1 및 제2 내측면(312, 314)을 포함할 수 있다. 제2 인클로저(320)는 서로 인접하며 일체로 형성된 제3 및 제4 내측면(322, 324)을 포함할 수 있다. 제3 및 제4 내측면(322, 324)은 엔드 플레이트(110A, 110B) 및 제1 및 제2 내측면(312, 314)과 함께 셀 스택(122)이 수용되는 공간을 정의할 수 있다.The
예를 들어, 도 4a에 도시된 바와 같이 제1 인클로저(310)는 'L'자 형태의 외관을 갖고, 제2 인클로저(320)는 'ㄱ'자 형태의 외관을 가질 수 있으나, 실시 예는 제1 및 제2 인클로저(310, 320) 각각의 특정한 형태에 국한되지 않는다.For example, as illustrated in FIG. 4A, the
일 실시 예에 의하면, 도 3에 도시된 바와 같이 인클로저(300)는 제1 및 제2 인클로저(310, 320)로 2분할될 수 있다.According to an embodiment, as illustrated in FIG. 3, the
다른 실시 예에 의하면, 비록 도시되지는 않았지만, 인클로저(300)는 4분할될 수도 있다. 이 경우, 제1 인클로저(310)는 제1-1 및 제1-2 인클로저로 2분할되고, 제2 인클로저(320)는 제2-1 및 제2-2 인클로저로 2분할될 수 있다. 제1-1 인클로저는 제1 내측면(312)을 갖고, 제1-2 인클로저는 제2 내측면(314)을 갖고, 제2-1 인클로저는 제3 내측면(322)을 갖고, 제2-2 인클로저는 제4 내측면(324)을 가질 수 있다.According to another embodiment, although not shown, the
또한, 제1 실시 예에 의하면, 도 3, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 제1 내지 제4 내측면(312, 314, 322, 324) 중에서 서로 인접하는 제1 및 제2 내측면(312, 314)에 돌출부(412, 414)가 각각 배치되고, 제1 내지 제4 내측면(312, 314, 322, 324) 중에서 서로 인접하는 제3 및 제4 내측면(322, 324)에 돌출부(416, 418)가 각각 배치될 수 있다.In addition, according to the first embodiment, as shown in FIGS. 3, 4A and 4B, first and second inner surfaces adjacent to each other among the first to fourth
제2 실시 예에 의하면, 도 3 내지 도 4b에 도시된 바와 달리, 제1 내지 제4 내측면(312, 314, 322, 324) 중에서 서로 인접하는 제1 및 제2 내측면(312, 314)에 돌출부(412, 414)가 각각 배치되는 반면, 제1 내지 제4 내측면(312, 314, 322, 324) 중에서 서로 인접하는 제3 및 제4 내측면(322, 324)에 돌출부(416, 418)가 각각 배치되지 않을 수도 있다.According to the second embodiment, as shown in FIGS. 3 to 4B, first and second
제3 실시 예에 의하면, 도 3 내지 도 4b에 도시된 바와 달리, 제1 내지 제4 내측면(312, 314, 322, 324) 중에서 서로 인접하는 제3 및 제4 내측면(322, 324)에 돌출부(416, 418)가 각각 배치되고, 제1 내지 제4 내측면(312, 314, 322, 324) 중에서 서로 인접하는 제1 및 제2 내측면(322, 324)에 돌출부(412, 414)가 각각 배치되지 않을 수도 있다.According to the third embodiment, as shown in FIGS. 3 to 4B, the third and fourth
이하, 도 3 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제4 내측면(312, 314, 322, 324)에 제1 내지 제4 돌출부(412 내지 418)가 각각 배치된 연료 전지의 일 실시 예에 대해 설명한다. 그러나, 제1 실시 예에 의한 연료 전지에 대한 하기의 설명은 전술한 제2 또는 제3 실시 예에 대해서도 적용될 수 있다.Hereinafter, as illustrated in FIGS. 3 to 4B, one embodiment of the fuel cell in which the first to
돌출부(412 내지 418)는 단위 셀(122-n)이 적층된 제1 방향(예를 들어, x축 방향)으로 연장되어 배치될 수 있다. 이는, 후술되는 바와 같이, 단위 셀(122-n)을 제1 방향으로 적층하여 셀 스택(122)을 형성할 때, 돌출부(412 내지 418)를 이용하여 복수의 단위 셀을 정렬하기 위함이다. 이에 대해서는, 도 9에 도시된 연료 전지(100)의 제조 방법에서 상세히 설명할 때 상세히 후술된다.The
또한, 돌출부(412 내지 418)는 내측면(312, 314, 322, 324)의 가장 자리로부터 이격되어 내측면 상에 배치될 수 있다. 즉, 돌출부(412 내지 418)는 인클로저(300)의 내측 귀퉁이로부터 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 내측면(322)은 제1 및 제2 가장 자리(322E1, 322E2) 및 가장 자리(322E1, 322E2) 사이의 영역을 포함할 수 있다. 이때, 돌출부(416)는 제3 내측면(322)의 가장 자리(322E1,322E2)가 아니라 가장 자리(322E1,322E2) 사이의 영역에 배치될 수 있다.In addition, the
전술한 바와 같이, 돌출부(412 내지 418)가 존재할 경우, 셀 스택(122)의 복수의 단위 셀 각각(122-n)은 돌출부(412 내지 418)를 수용하는 수용홈(또는, 오목부)(H1 내지 H4)을 포함할 수 있다. 즉, 제1 돌출부(412)는 제1 수용홈(H1)에 수용되고, 제2 돌출부(414)는 제2 수용홈(H2)에 수용되고, 제3 돌출부(416)는 제3 수용홈(H3)에 수용되고, 제4 돌출부(482)는 제4 수용홈(H4)에 수용될 수 있다.As described above, when the
도 4b를 참조하면, 인클로저(300)는 셀 스택(122)이 배치되는 공간을 사이에 두고 제1 방향으로 서로 마주하는 제1 및 제2 개구(OP1, OP2)를 포함할 수 있다. 제1 엔드 플레이트(110A)는 제1 개구(OP1)에 고정되어 배치되고, 제2 엔드 플레이트(110B)는 제2 개구(OP2)에 고정되어 배치될 수 있다.Referring to FIG. 4B, the
도 5는 도 3에 도시된 'A' 부분의 확대도를 나타낸다.5 is an enlarged view of a portion 'A' shown in FIG. 3.
돌출부(412 내지 418) 각각의 높이는 돌출부(412 내지 418)가 수용되는 수용홈(H1 내지 H4)의 깊이보다 클 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 돌출부(414)의 높이(h1)는 제2 수용홈(H2)의 깊이(D1)보다 클 수 있다. 이는, 후술되는 도 8에 도시된 바와 같이, 돌출부(412 내지 418)가 수용홈(H1 내지 H4) 각각에 수용된 이후, 셀 스택(122)의 외측면(예를 들어, 도 4b에 도시된 122OS)과 인클로저(300)의 내측면(312, 314, 322, 324)를 서로 이격시키기 위함이다. 이 경우, 돌출부(412 내지 418) 각각의 재질은 절연성을 가질 수 있다. 예를 들어, 돌출부(412 내지 418) 각각은 플라스틱으로 구현될 수 있다.The height of each of the
인클로저(300)의 재질이 금속일 경우, 인클로저(300)의 내측면(312, 314, 322, 324)과 셀 스택(122)의 외측면(122OS)이 서로 접할 경우 전기적으로 단락될 수 있다. 이를 방지하기 위해 인클로저(300)의 내측면(312, 314, 322, 324)이 셀 스택(122)의 외측면(122OS)으로부터 공간적으로 이격될 수 있도록, 깊이(D1)보다 큰 높이(h1)를 갖도록 돌출부(412 내지 418)를 형성하고, 돌출부(412 내지 418) 각각을 절연성을 갖는 재질로 구현할 수 있다. 결국, 인클로저(300)와 셀 스택(122)이 서로 전기적으로 단락됨이 방지될 수 있다.When the material of the
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 단위 셀(122-n)에서 수용홈(240H)은 막전극 접합체(210)와 분리판(242, 244) 각각에서 돌출부(412 내지 418)와 대향하여 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 수용홈(240H)은 도 3 및 도 4a에 도시된 수용홈(H1 내지 H4)에 해당할 수 있다. 또한, 단위 셀(122-n)에서 가스 확산층(222, 224)과 가스켓(232, 234, 236)에는 수용홈(240H)이 형성되지 않을 수 있다.In addition, as illustrated in FIG. 2, the receiving
이하, 분리판(242, 244) 각각에 형성된 수용홈에 대해서만 설명하지만, 이러한 수용홈에 대한 설명은 막전극 접합체(210)에 형성된 수용홈에 대해서도 적용될 수 있다.Hereinafter, only the receiving grooves formed in each of the
계속해서, 다시 도 3을 참조하면, 단위 셀(122-n)에서 분리판(240)은 제1 및 제2 측부(S1, S2)를 포함할 수 있다. 분리판(240)의 측부 중에서 매니폴드(M)가 배치된 측부를 제1 측부(S1:S11, S12)라 정의하고, 분리판(240)의 측부 중에서 매니폴드(M)가 배치되지 않으며, 제1 측부(S1:S11, S12)와 인접하는 측부를 제2 측부(S2:S21, S22)라 정의할 수 있다.3, the
도 3에 도시된 바와 같이, 수용홈(H1 내지 H4)은 제1 및 제2 측부(S1, S2) 각각의 외측에 형성될 수 있다. 즉, 제1 수용홈(H1)은 제2-1 측부(S21)의 외측에서 제1 돌출부(412)를 수용 가능하도록 형성되고, 제2 수용홈(H2)은 제1-1 측부(S11)의 외측에서 제2 돌출부(414)를 수용 가능하도록 형성되고, 제3 수용홈(H3)은 제1-2 측부(S12)의 외측에서 제3 돌출부(416)를 수용 가능하도록 형성되고, 제4 수용홈(H4)은 제2-2 측부(S22)의 외측에서 제4 돌출부(418)를 수용 가능하도록 형성될 수 있다.As shown in FIG. 3, the receiving grooves H1 to H4 may be formed outside the first and second side parts S1 and S2, respectively. That is, the first receiving groove H1 is formed to accommodate the first protruding
또한, 제1 측부(S1:S11, S12)는 제1 및 제2 영역(A1, A2)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 영역(A1)이란 매니폴드(M1)가 위치하는 영역으로서 정의되고, 제2 영역(A2)이란 매니폴드(M) 사이의 영역으로서 정의될 수 있다. 이때, 제1 측부(S1:S11, S12)에 형성된 수용홈은 제1 영역(A1)보다는 제2 영역(A2)에 형성될 수 있다. 왜냐하면, 제1 측부(S1)에서 제1 영역(A1)은 매니폴드(M)가 형성되어 있으므로, 제2 영역(A2)보다 구조적으로 강성 또는 강도가 취약하다. 따라서, 강성 및 강도가 강한 제2 영역(A2)에 수용홈을 형성할 경우, 셀 스택(122)이 돌출부(412 내지 418)에 의해 견고히 지지될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 예시된 바와 같이, 제2 수용홈(H2)은 분리판(240)의 제1-1 측부(S11)의 제2 영역(A2)에 형성될 수 있다.Also, the first side parts S1: S11 and S12 may include first and second regions A1 and A2. Here, the first area A1 may be defined as an area where the manifold M1 is located, and the second area A2 may be defined as an area between the manifolds M. At this time, the receiving grooves formed in the first side parts S1: S11 and S12 may be formed in the second area A2 rather than the first area A1. Because, since the manifold M is formed in the first region A1 in the first side S1, it is structurally weaker in rigidity or strength than the second region A2. Therefore, when the receiving groove is formed in the second region A2 having strong rigidity and strength, the
도 6은 도 1에 도시된 연료 전지(100)를 I-I'선을 따라 절개한 다른 실시 예(100B)에 의한 분해 단면도를 나타낸다.6 is an exploded cross-sectional view of another embodiment 100B of the
도 3에 도시된 바와 같이, 인클로저(300)의 제1 내지 제4 내측면(312, 314, 322, 324) 각각에 형성된 돌출부(412, 414, 416, 418)의 개수는 모두 동일하고, 단위 셀(122-n)의 제1 및 제2 측부(S11, S12, S21, S22) 각각에 형성된 수용홈(H1, H2, H3, H4)의 개수는 모두 동일할 수 있다. 그러나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.3, the number of
다른 실시 예에 의하면, 수용홈은 제1 측부(S1:S11, S12)보다 제2 측부(S2:S21, S22)에 더 많이 배치될 수 있다. 이 경우, 돌출부(412 내지 418)는 인클로저(300)에서 제1 측부(S1:S11, S12)와 마주하는 제2 및 제3 내측면(314, 322)보다 제2 측부(S2:S21, S22)와 마주하는 제1 및 제4 내측면(312, 324)에 더 많이 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 6을 참조하면, 제1-1 및 제1-2 측부(S11, S12) 각각에 형성된 수용홈(H2, H3)의 개수는 한 개이고, 제1-1 및 제1-2 측부(S11, S12)와 각각 마주하는 제2 및 제3 내측면(314, 322)에 배치된 돌출부(414, 416)의 개수는 한 개이다. 반면에, 제2-1 측부(S21)에 형성된 수용홈(H11, H12, H13)의 개수는 3개이고, 제2-1 측부(S21)와 마주하는 제1 내측면(312)에 배치된 돌출부(412-1, 412-2, 412-3)의 개수는 3개일 수 있다.According to another embodiment, the receiving groove may be disposed more on the second sides S2: S21 and S22 than on the first sides S1: S11 and S12. In this case, the
비록, 도 6에서 제1 및 제2 측부(S1, S2)에 배치되는 돌출부와 수용홈의 개수 차이는 2개이지만, 3개 이상일 수도 있고 한 개일 수도 있다.Although the difference in the number of protrusions and receiving grooves disposed in the first and second side parts S1 and S2 in FIG. 6 is two, it may be three or more or one.
유체의 통로인 매니폴드(M)가 제1 측부(S1)에 형성되기 때문에 제1 측부(S1)가 제2 측부(S2)보다 강성과 강도가 더 작다. 따라서, 제1 측부(S1)보다 강성과 강도가 더 큰 제2 측부(S2)에 더 많은 수용홈이 배치될 수 있다. 이는 후술되는 바와 같이 복수의 단위 셀을 적층할 때, 제1 측부(S1)와 대면하는 제2 또는 제3 내측면(314, 322)보다 제2 측부(S2)와 대면하는 제1 또는 제4 내측면(312, 324)쪽으로 더 많은 적층 하중을 부여하기 위함이다.Since the manifold M, which is a passage for the fluid, is formed on the first side S1, the first side S1 has less rigidity and strength than the second side S2. Accordingly, more receiving grooves may be disposed in the second side S2 having greater rigidity and strength than the first side S1. When the plurality of unit cells are stacked as described below, the first or fourth facing the second side S2 than the second or third
도 7a 내지 도 7c는 도 3에 도시된 'B' 부분의 다양한 실시 예(B1, B2, B3)에 의한 확대도를 나타낸다.7A to 7C show enlarged views of various embodiments (B1, B2, B3) of the 'B' portion shown in FIG. 3.
전술한 바와 같이, 돌출부(412 내지 418)와 인클로저(300)의 재질은 서로 다르므로 일체일 수 없다. 따라서, 실시 예에 의한 연료 전지(100)는 서로 별개의 소자인 돌출부(412 내지 418)와 인클로저(300)를 체결하는 체결부를 더 포함할 수 있다.As described above, since the materials of the
체결부는 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 7a에 도시된 바와 같이 체결부(510)는 '십(+)'자 형태의 외관을 가질 수도 있고, 도 7b에 도시된 바와 같이 체결부(520)는 '티(T)'자 형태의 외관을 가질 수도 있고, 도 7c에 도시된 바와 같이 체결부(530)는 '오(O)'자 형태의 외관을 가질 수도 있다.The fastening portion may have various shapes. For example, as shown in FIG. 7A, the
또한, 돌출부(412 내지 418) 각각은 인클로저(300)의 내측면(312, 314, 322, 324) 각각의 법선과 나란한 방향을 기준으로 경사지게 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 7a를 참조하면, 제1 돌출부(412)는 제1 내측면(312)의 법선(N)과 나란한 방향을 기준으로 제1 각도(θ1)만큼 경사지게 배치될 수 있다.In addition, each of the
또한, 서로 인접하는 내측면 각각에 배치된 돌출부는 인접하는 내측면 사이의 내각을 균등하게 양분하며, 서로 인접하는 내측면의 경계를 지나는 제1 경계면과 나란한 방향으로 경사지게 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 3을 참조하면, 서로 인접하는 제1 및 제2 내측면(312, 314) 각각에 배치된 제1 및 제2 돌출부(412, 414)는 인접하는 제1 및 제2 내측면(312, 314) 사이의 내각(θ2)을 균등하게 양분하며, 서로 인접하는 내측면의 경계를 지나는 제1 경계면(BS1)과 나란한 방향으로 경사지게 형성될 수 있다.In addition, the protrusions disposed on each of the inner surfaces adjacent to each other may equally divide the internal angles between the adjacent inner surfaces, and may be formed to be inclined in a direction parallel to the first boundary surface passing through the boundary of the inner surfaces adjacent to each other. For example, referring to FIG. 3, first and
한편, 전술한 실시 예에 의한 연료 전지(100, 100A, 100B)는 차량에 장착되어 사용될 수 있다.Meanwhile, the
도 8은 도 1에 도시된 연료 전지(100)를 I-I' 선을 따라 절개한 결합 단면도를 나타낸다. 여기서, 화살표(AR)는 차량의 전방을 나타낸다. 즉, 화살표(AR)가 가르키는 방향이 차량의 전방에 해당한다.8 shows a combined cross-sectional view of the
전술한 바와 같이, 돌출부(412 내지 418)는 인클로저(300)의 제1 내지 제4 내측면(312, 314, 322, 324) 각각에 배치될 수 있다. 여기서, 도 8에서 도 3 및 도 6에 도시된 연료 전지(100A, 100B)와 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하여, 중복되는 설명을 생략한다.As described above, the
제1 내지 제4 내측면(312, 314, 322, 324) 중에서 서로 마주보는 내측면에 배치된 돌출부는 서로 다른 방향으로 경사질 수 있다. 즉, 서로 마주보는 제1 및 제4 내측면(312, 324)에 배치된 돌출부(412, 418)는 서로 다른 방향으로 경사지고, 서로 마주보는 제2 및 제3 내측면(314, 322)에 배치된 돌출부(414, 416)는 서로 다른 방향으로 경사질 수 있다.Among the first to fourth
예를 들어, 연료 전지(100)가 지면에 평행하게 위치할 경우, 즉, 제2 내측면(314)이 지면과 평행할 경우, 제1 내지 제4 내측면(312, 314, 322, 324) 중에서 차량의 전방을 바라보는 방향(AR)(예를 들어, -z축 방향)으로 서로 마주보는 제1 및제4 내측면(312, 324)에 배치된 돌출부(412, 418)는 서로 다른 방향으로 경사질 수 있다. 예를 들어, 제1 돌출부(412)는 -y축 방향으로 경사지고, 제4 돌출부(418)는 +y축 방향으로 경사질 수 있다.For example, when the
또한, 제1 내지 제4 내측면(312, 314, 322, 324) 중에서 중력 방향(예를 들어, y축 방향)으로 서로 마주보는 제2 및 제3 내측면(314, 322)에 배치된 돌출부(414, 416)는 서로 다른 방향으로 경사질 수 있다. 예를 들어, 제2 돌출부(414)는 +z축 방향으로 경사지고, 제3 돌출부(416)는 -z축 방향으로 경사질 수 있다.In addition, the protrusions disposed on the second and third
도 8에 도시된 바와 같이 서로 마주하는 돌출부가 서로 다른 방향으로 경사지게 배치될 경우, 연료 전지(100)가 장착된 차량의 직선 운동 또는 회전 운동에도 불구하고, 인클로저(300)의 내부에서 셀 스택(122)이 요동하지 않아 그(122)의 변형이 방지될 수 있다.When the protrusions facing each other are arranged to be inclined in different directions as illustrated in FIG. 8, despite the linear movement or rotational movement of the vehicle in which the
이하, 전술한 실시 예에 의한 연료 전지(100)의 제조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the
도 9 (a) 내지 (f)는 실시 예에 의한 연료 전지 제조 방법을 설명하기 위한 공정 사시도를 나타낸다. 여기서, 앞서 설명한 부재와 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하며, 중복되는 설명을 생략한다.9 (a) to (f) show a process perspective view for explaining a fuel cell manufacturing method according to an embodiment. Here, the same reference numerals are used for the same parts as the aforementioned members, and overlapping descriptions are omitted.
먼저, 도 9 (a)를 참조하면, 수평면(HL)을 기준으로 소정의 제3 각도(θ3)만큼 경사지게 배치된 제1 프레스 지그(610)에 엔드 플레이트 중 하나인 제1 엔드 플레이트(110A)를 장착한다. 제1 프레스 지그(610)가 기울어진 방향은 도 9 (a)에 국한되지 않으며, x축, y축 및 z축 중 어느 축으로 기울어질 수 있다. 제1 프레스 지그(610)가 수평면(HL)을 기준으로 경사진 제3 각도(θ3)는 30°내지 60°일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.First, referring to FIG. 9 (a), the
이후, 도 9 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 인클로저(310)의 일단부(310-1)를 제1 엔드 플레이트(110A)에 고정한다.Thereafter, as shown in FIG. 9 (b), one end 310-1 of the
이후, 도 9 (c)에 도시된 바와 같이, 복수의 단위 셀(122) 중 일부(122A)를 제1 인클로저(310)에 중력 방향으로 장착한다. 예를 들어, 도 3에서 설명한 바와 같이, 서로 인접하는 제1 및 제2 내측면(312, 314) 각각에 배치된 제1 및 제2 돌출부(412, 414)가 제1 경계면(BS)과 나란한 중력 방향으로 경사지게 형성될 경우, 각 단위 셀(122-n)의 수용홈(예를 들어, H1 및 H2)에 제1 인클로저(310)의 돌출부(412, 414)를 중력 방향으로 수월하게 삽입할 수 있다. 즉, 중력 방향으로 각 단위 셀(122-n)을 제1 인클로저(310)에 놓을 경우 제1 인클로저(310)의 제1 및 제2 돌출부(412, 414)가 단위 셀(122-n)의 제1 및 제2 홈(H1, H2)에 수용된 채로 제1 방향으로 슬라이딩되어 순차적으로 적층될 수 있다. 이때, 복수의 단위 셀은 하나씩 장착될 수도 있고, 복수 개가 한 묶음씩 장착될 수도 있다. 이때, 도 9 (c)에 도시된 바와 같이, 복수의 단위 셀(122) 중 일부(122A)는 제1 인클로저(310)에 장착되는 반면, 복수의 단위 셀(122) 중 타부(122B)는 제1 인클로저(310)로부터 벗어날 수 있다. 따라서, 도 9 (d)에 도시된 바와 같이, 복수의 단위 셀(122)의 일부(122A)를 적층한 이후 복수의 단위 셀(122)의 타부(122B)를 적층하기 이전에, 제1 인클로저(310)의 타단부(310-2)에 제1 인클로저(310)와 동일한 형상을 갖는 가이드 지그(620)를 연결할 수 있다.Subsequently, as illustrated in FIG. 9 (c), a
도 10은 도 9 (d)에 도시된 가이드 지그(620)의 확대 사시도를 나타낸다.10 shows an enlarged perspective view of the
도 10을 참조하면, 가이드 지그(620)는 제1 인클로저(310)와 마찬가지로 돌출부(412, 414)를 그(620)의 내측면에 갖는다.Referring to FIG. 10, the
따라서, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 인클로저(310)의 타단부(310-2)를 벗어나는 복수의 단위 셀(122) 중 나머지(122B)를 가이드 지그(620)에 장착할 수 있다.Therefore, as shown in FIG. 10, the
제1 인클로저(310) 및 가이드 지그(620)에 복수의 단위 셀(122)을 적층할 때, 분리판(240)에 형성된 매니폴드(M)를 고려할 수 있다. 실시 예에 의하면, 제1 인클로저(310)의 내측면 중에서 제1 측부(S1:S11, S12)와 대향하는 제2 또는 제3 내측면(314, 322)의 반대측의 제1 외측면(314O, 322O)과 수평면(HL) 사이의 제4 각도(θ4)는 제1 인클로저(310)의 내측면 중에서 제2 측부(S2:S21, S22)와 대향하는 제1 또는 제4 내측면(312, 324)의 반대측 제2 외측면(312O, 324O)과 수평면(HL) 사이의 제5 각도(θ5)보다 클 수 있다.When stacking the plurality of
예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 제1 인클로저(310)를 기울여서 복수의 단위 셀(122)을 적층할 경우, 제1 인클로저(310)의 내측면 중에서 제1-2 측부(S12)와 대향하는 제2 내측면(314)의 반대측 제1 외측면(314O)과 수평면(HL) 사이의 제4 각도(θ4)는 제1 인클로저(310)의 내측면 중에서 제2-1 측부(S21)와 대향하는 제1 내측면(312)의 반대측 제2 외측면(312O)과 수평면(HL) 사이의 제5 각도(θ5)보다 클 수 있다. 예를 들어, 제4 각도(θ4)는 45°보다 크고, 제5 각도(θ5)는 45°보다 작을 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.For example, when stacking a plurality of
전술한 바와 같이, 제4 각도(θ4)가 제5 각도(θ5)보다 클 경우, 매니폴드(M)가 배치되지 않은 제2 측부(S2)가 제1 측부(S1)보다 더 많은 적층 하중을 받을 수 있다. 따라서, 유체의 통로인 매니폴드(M)가 배치되어 제2 측부(S2)보다 구조적으로 강도 및 강성이 상대적으로 약한 제1 측부(S1)가 제2 측부(S2)보다 적층 하중을 받을 경우 분리판(240)이 손상될 수 있지만, 실시 예에 의하면 제1 측부(S1)보다 제2 측부(S2)로 하중이 더 가해지므로, 분리판(240)을 손상시키지 않고 단위 셀을 안정적으로 적층할 수 있다.As described above, when the fourth angle θ4 is greater than the fifth angle θ5, the second side S2 where the manifold M is not disposed has more stacking load than the first side S1. Can receive Therefore, when the manifold (M), which is a passage for the fluid, is disposed, the first side (S1), which is structurally weaker in strength and rigidity than the second side (S2), is subjected to a stacking load than the second side (S2). Although the
계속해서, 도 9 (d)를 참조하면, 마지막으로 장착된 단위 셀(122-N)의 측면에 엔드 플레이트 중 다른 하나인 제2 엔드 플레이트(110B)를 장착한다.Subsequently, referring to FIG. 9 (d), the
이후, 제2 엔드 플레이트(110B)를 제1 방향(예를 들어, x축 방향)으로 제1 인클로저(310)의 타단부(310-2)까지 도 9 (e)에 도시된 바와 같이 가압한다. 셀 스택(122)의 반응면에 균일한 면압 분포가 이루어질 수 있도록, 제2 프레스 지그(612)를 통해 제2 엔드 플레이트(110B)와 셀 스택(122)을 제1 방향으로 가압한다.Thereafter, the
이후, 기타 부품(예를 들어, 버스바 및 스택 전압 모니터(SVM:Stack Voltage Monitor)) 등(미도시)을 장착한 후, 도 9 (f)에 도시된 바와 같이 제2 인클로저(320)를 제1 인클로저(310)에 결합시켜 연료 전지를 완성한다.Subsequently, after mounting other components (for example, a bus bar and a stack voltage monitor (SVM), etc.) (not shown), the
제1 및 제2 인클로저(310, 320)는 나사 결합할 수도 있으며, 실시 예는 제1 및 제2 인클로저(310, 320)의 특정한 결합 방식에 국한되지 않는다. 도 3에서 설명한 바와 같이 단위 셀(122-n)의 수용홈(예를 들어, H1 및 H2)에 제1 인클로저(310)의 돌출부(412, 414)가 수월하게 삽입될 수 있도록 서로 인접하는 제1 및 제2 내측면(312, 314) 각각에 배치된 제1 및 제2 돌출부(412, 414)가 제1 경계면(BS)과 나란한 중력 방향으로 경사지게 형성된다. 이와 비슷하게, 서로 인접하는 제3 및 제4 내측면(322, 324) 각각에 배치된 제3 및 제4 돌출부(416, 418)를 제2 경계면(도 3에 도시된 BS2)과 나란한 중력 방향으로 경사지게 형성될 수 있다. 여기서, 도 3을 참조하면, 제2 경계면(BS2)이란, 제3 및 제4 내측면(322, 324) 사이의 내각을 양분하며 제3 및 제4 내측면(322, 324) 사이의 경계를 지나는 면을 의미한다. 이는, 도 9 (f)에 도시된 바와 같이 제1 인클로저(310)에 제2 인클로저(320)를 중력 방향으로 수월하게 결합시키기 위함이다.The first and
이후, 제1 및 제2 프레스 지그(610, 612) 등 연료 전지를 제조하기 위해 사용된 설비들을 해체시킨다.Thereafter, the equipment used to manufacture the fuel cells, such as the first and second press jigs 610 and 612, is dismantled.
이하, 비교 례 및 실시 예에 의한 연료 전지 제조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 살펴본다.Hereinafter, a fuel cell manufacturing method according to a comparative example and an embodiment will be described with reference to the accompanying drawings.
도 11 및 도 12는 제1 및 제2 비교 례에 의한 연료 전지 제조 방법을 각각 설명하기 위한 도면이다. 각 도면에서 도 1 및 도 2에 도시된 연료 전지와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하여, 중복되는 설명을 생략한다.11 and 12 are views for explaining a method of manufacturing a fuel cell according to first and second comparative examples, respectively. In each drawing, the same reference numerals are used for the same components as the fuel cells shown in FIGS. 1 and 2, and overlapping descriptions are omitted.
도 11에 도시된 제1 비교 례에 의하면, 분리판(미도시)과 MEA(미도시)의 장축을 기준으로 도 11 (b)에 도시된 바와 같이 45° 기울어진 프레스에서 복수의 단위 셀(122)을 적층한다. 측면은 별도의 구속 장치를 가지고 있으나, 특정한 물리적인 힘이 가해지지 않아서 작업자의 숙련도가 요구된다.According to the first comparative example shown in FIG. 11, a plurality of unit cells (in a press inclined at 45 ° as shown in FIG. 11 (b) based on the long axes of the separation plate (not shown) and the MEA (not shown) ( 122). The side has a separate restraining device, but a specific physical force is not applied, and thus the operator's skill is required.
도 11 (a) 및 (b)에 도시된 제1 비교 례의 경우, 기울어진 프레스 즉, 2점 구속이지만, 도 12 (a) 및 (b)에 도시된 제2 비교 례의 경우, 수직 적층으로서 4점 구속이다.In the case of the first comparative example shown in Figs. 11 (a) and (b), the inclined press, that is, the two-point restraint, but in the case of the second comparative example shown in Figs. It is a four-point restraint.
현재의 적층 설비는 분리판과 MEA 외곽에 노치가 음각으로 들어가 있고, 설비에서는 양각[(710, 712) 또는 (810 내지 816)]으로 돌출되어 있다. 복수의 단위 셀(122)의 적층 시 일정 공차가 필요하며, 과도 구속으로 인한 노치 부분의 손상을 초래 할 수 있는 문제점이 있다.In the current lamination facility, the notch is engraved on the outer side of the separation plate and the MEA, and in the facility, it protrudes with an embossment ((710, 712) or (810 to 816)]. When stacking the plurality of
반면에, 실시 예에 의한 연료 전지 제조 방법에 의하면, 제1 인클로저(310)에 형성된 돌출부(412, 414)에 단위 셀(122-n)의 수용홈(H1, H2)을 중력 방향으로 끼운 후에 제1 방향으로 슬라이딩시키는 방식으로, 복수의 단위 셀(122)을 적층한다. 이와 같이, 복수의 단위 셀을 적층할 때 돌출부(412, 414)가 복수의 단위 셀을 가이딩하는 역할을 하므로 복수의 단위 셀이 높은 정렬도를 가지고 적층될 수 있다. 또한, 중력 방향으로 복수의 단위 셀을 적층하므로, 분리판(240)이 변형될 정도의 큰 힘이 가해지지 않아 부품(예를 들어, MEA와 GDL)의 손상을 방지할 수 있다.On the other hand, according to the fuel cell manufacturing method according to the embodiment, after fitting the receiving grooves (H1, H2) of the unit cell (122-n) in the protrusions (412, 414) formed in the
또한, 도 9 (d)에 도시된 바와 같이 적층된 복수의 단위 셀(122)과 엔드 플레이트(110B)를 도 9 (e)에 도시된 바와 같이 가압한 후 도 9 (f)에 도시된 바와 같이 제2 인클로저(320)를 제1 인클로저(310)에 체결할 경우, 적정 체결압이 셀 스택(122)에 부여될 수 있다. 따라서, 엔드 플레이트(110A, 110B)와 함께 복수의 단위 셀(122)을 제1 방향으로 체결하여 셀 스택(122)에 일정한 면압을 부여하기 위해 사용되는 별도의 체결 부재가 필요하지 않다. 따라서, 연료 전지의 제조 비용을 절감시킬 수 있으며, 구성이 간단해질 수 있다.In addition, as shown in FIG. 9 (d), the stacked plurality of
또한, 돌출부를 절연성 물질로 제작함으로써, 셀 스택(122)과 인클로저(300) 간의 전기적인 단락을 방지할 수 있다.In addition, by making the protrusions made of an insulating material, electrical shorts between the
전술한 다양한 실시 예들은 본 발명의 목적을 벗어나지 않고, 서로 상반되지 않은 한 서로 조합될 수도 있다. 또한, 전술한 다양한 실시 예들 중에서 어느 실시 예의 구성 요소가 상세히 설명되지 않은 경우 다른 실시 예의 동일한 참조부호를 갖는 구성 요소에 대한 설명이 준용될 수 있다.The various embodiments described above may be combined with each other as long as they do not depart from the object of the present invention and do not conflict with each other. In addition, among the various embodiments described above, when a component of one embodiment is not described in detail, a description of a component having the same reference number in another embodiment may be applied.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments have been mainly described above, but this is merely an example, and is not intended to limit the present invention. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains have not been exemplified above in a range that does not depart from the essential characteristics of the present embodiment. It will be appreciated that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be implemented by modification. And differences related to these modifications and applications should be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.
100, 100A, 100B: 연료 전지
110A, 110B: 엔드 플레이트
112: 집전판
122: 셀 스택
210: 막전극 접합체
212: 고분자 전해질막
214: 연료극
216: 공기극
222, 224: 가스 확산층
232, 234, 236: 가스켓
240, 242, 244: 분리판100, 100A, 100B:
112: current collector 122: cell stack
210: membrane electrode assembly 212: polymer electrolyte membrane
214: anode 216: cathode
222, 224:
240, 242, 244: separation plate
Claims (18)
상기 셀 스택의 양 측단에 각각 배치된 엔드 플레이트;
상기 엔드 플레이트 사이에 배치된 상기 셀 스택을 감싸며 배치된 인클로저; 및
상기 인클로저의 인접하는 내측면 각각에서 상기 셀 스택을 향하여 돌출된 형상을 가지며, 상기 제1 방향으로 연장되며, 상기 내측면의 가장 자리로부터 이격되어 상기 내측면 상에 배치된 돌출부를 포함하고,
상기 셀 스택의 상기 복수의 단위 셀 각각은 상기 돌출부를 수용하는 수용홈을 포함하는 연료 전지.A cell stack including a plurality of unit cells stacked in a first direction;
End plates disposed on both side ends of the cell stack;
An enclosure disposed around the cell stack disposed between the end plates; And
Each of the adjacent inner surface of the enclosure has a shape protruding toward the cell stack, extending in the first direction, and includes a protrusion disposed on the inner surface spaced from the edge of the inner surface,
Each of the plurality of unit cells of the cell stack includes a receiving groove for receiving the protrusion.
서로 인접하며 일체로 형성된 제1 및 제2 내측면을 갖는 제1 인클로저; 및
서로 인접하며 일체로 형성되며, 상기 엔드 플레이트 및 상기 제1 및 제2 내측면과 함께 상기 셀 스택이 수용되는 공간을 정의하는 제3 및 제4 내측면을 갖는 제2 인클로저를 포함하고,
상기 돌출부는 제1 내지 제4 내측면 중 인접하는 상기 내측면에 각각 배치된 연료 전지.The method of claim 1, wherein the enclosure
A first enclosure having first and second inner surfaces integrally formed adjacent to each other; And
A second enclosure formed adjacent to each other and integrally formed with the end plate and the first and second inner surfaces and having third and fourth inner surfaces defining a space in which the cell stack is accommodated,
The protruding portions are disposed on adjacent inner surfaces of the first to fourth inner surfaces, respectively.
상기 엔드 플레이트는 상기 인클로저의 상기 제1 및 제2 개구에 각각 고정되어 배치된 연료 전지.The method of claim 1, wherein the enclosure includes first and second openings facing each other in the first direction with the space therebetween,
The end plate is a fuel cell that is fixed to each of the first and second openings of the enclosure.
상기 돌출부의 재질은 절연성을 갖는 연료 전지.According to claim 1, The height of the protrusion is greater than the depth of the receiving groove,
The material of the protrusion is a fuel cell having insulating properties.
막전극 접합체;
상기 막전극 접합체의 양측에 각각 배치된 가스 확산층; 및
상기 막전극 접합체와 상기 가스 확산층을 지지하며, 상기 가스 확산층 각각의 외측에 배치되며, 상기 막전극 접합체로 유체의 유입 및 유출을 허용하는 복수의 매니폴드를 갖는 분리판을 포함하고,
상기 수용홈은 상기 막전극 접합체와 상기 분리판 각각에서 상기 돌출부와 대향하여 형성된 연료 전지.The method of claim 2, wherein the unit cell
Membrane electrode assembly;
Gas diffusion layers disposed on both sides of the membrane electrode assembly; And
A separator plate supporting the membrane electrode assembly and the gas diffusion layer, disposed outside each of the gas diffusion layers, and having a plurality of manifolds allowing fluid to flow into and out of the membrane electrode assembly,
The receiving groove is a fuel cell formed opposite to the protrusion in each of the membrane electrode assembly and the separation plate.
상기 복수의 매니폴드가 배치된 제1 측부;
상기 제1 측부에 인접하는 제2 측부를 포함하고,
상기 수용홈은 상기 제1 및 제2 측부 각각의 외측에 형성된 연료 전지.The method of claim 5, wherein the separation plate
A first side on which the plurality of manifolds are disposed;
A second side adjacent to the first side,
The receiving groove is a fuel cell formed on the outside of each of the first and second sides.
상기 돌출부는 상기 제1 측부와 마주하는 내측면보다 상기 제2 측부와 마주하는 내측면에 더 많이 배치된 연료 전지.The method of claim 6, wherein the receiving groove is more disposed on the second side than the first side,
The protruding portion is disposed more on the inner side facing the second side than the inner side facing the first side.
상기 매니폴드가 위치하는 제1 영역; 및
상기 매니폴드 사이의 제2 영역을 포함하고,
상기 제1 측부에 형성된 상기 수용홈은 상기 제2 영역의 외측에 형성된 연료 전지.The method of claim 6, wherein the first side
A first region in which the manifold is located; And
A second region between the manifolds,
The receiving groove formed in the first side is a fuel cell formed outside the second region.
상기 인클로저의 상기 내측면의 법선과 나란한 방향을 기준으로 경사지게 배치된 연료 전지.The method of claim 1, wherein the protrusion
A fuel cell inclined based on a direction parallel to the normal of the inner surface of the enclosure.
상기 인접하는 내측면 사이의 내각을 균등하게 양분하며, 상기 서로 인접하는 내측면의 경계를 지나는 경계면과 나란한 방향으로 경사지게 형성된 연료 전지.10. The method of claim 9, The protrusions disposed on each inner surface adjacent to each other
A fuel cell formed by dividing the cabinets between the adjacent inner surfaces evenly, and being inclined in a direction parallel to the boundary surface passing through the borders of the adjacent inner surfaces.
상기 돌출부는 상기 제1 내지 제4 내측면 각각에 배치되고,
상기 제1 내지 제4 내측면 중에서 서로 마주보는 내측면에 배치된 돌출부는 서로 다른 방향으로 경사진 연료 전지를 포함하는 차량.A vehicle comprising the fuel cell according to claim 2,
The protrusion is disposed on each of the first to fourth inner surfaces,
A vehicle including a fuel cell inclined in different directions from the first to fourth inner surfaces facing each other.
수평면을 기준으로 경사지게 배치된 프레스 지그에 상기 엔드 플레이트 중 하나인 제1 엔드 플레이트를 장착하는 단계;
상기 제1 인클로저의 일단부를 상기 제1 엔드 플레이트에 고정하는 단계;
상기 중력 방향으로 상기 복수의 단위 셀 중 일부를 상기 제1 인클로저에 장착하는 단계;
상기 제1 인클로저의 타단부에 연결되며 상기 제1 인클로저와 동일한 형상을 갖는 가이드 지그에 상기 복수의 단위 셀 중 나머지를 장착하는 단계;
마지막으로 장착된 상기 단위 셀에 상기 엔드 플레이트 중 다른 하나인 제2 엔드 플레이트를 장착하는 단계;
상기 제2 엔드 플레이트를 상기 제1 방향으로 상기 제1 인클로저의 타단부까지 가압하는 단계; 및
상기 제2 인클로저를 상기 제1 인클로저에 결합시키는 단계를 포함하는 연료 전지 제조 방법.A method for manufacturing the fuel cell according to claim 6,
Mounting a first end plate, which is one of the end plates, on a press jig inclined with respect to a horizontal plane;
Fixing one end of the first enclosure to the first end plate;
Mounting part of the plurality of unit cells in the first direction to the first enclosure;
Attaching the rest of the plurality of unit cells to a guide jig connected to the other end of the first enclosure and having the same shape as the first enclosure;
Mounting a second end plate, which is another one of the end plates, to the last mounted unit cell;
Pressing the second end plate to the other end of the first enclosure in the first direction; And
And coupling the second enclosure to the first enclosure.
상기 복수의 단위 셀을 하나씩 장착하는 연료 전지 제조 방법.The method of claim 14, wherein the step of mounting the plurality of unit cells
A method of manufacturing a fuel cell in which the plurality of unit cells are mounted one by one.
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JP2020068062A (en) * | 2018-10-22 | 2020-04-30 | 本田技研工業株式会社 | Fuel cell stack |
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