KR20200031328A - Fuel cell, vehicle including the cell, and method for manufacturing the cell - Google Patents

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KR20200031328A
KR20200031328A KR1020180110210A KR20180110210A KR20200031328A KR 20200031328 A KR20200031328 A KR 20200031328A KR 1020180110210 A KR1020180110210 A KR 1020180110210A KR 20180110210 A KR20180110210 A KR 20180110210A KR 20200031328 A KR20200031328 A KR 20200031328A
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허용석
백석민
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a fuel cell comprises: 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 respectively; an enclosure disclosed while supporting the cell stack disposed between the end plates; and a protrusion unit having a shape protruding toward the cell stack from each of an inner lateral side closed to the enclosure, extending in a first direction, and disposed on the inner lateral side from an edge of the inner lateral side. Each of a plurality of unit cells of the cell stack includes an accommodation groove accommodating the protrusion unit.

Description

연료 전지, 이 전지를 포함하는 차량 및 이 전지의 제조 방법{Fuel cell, vehicle including the cell, and method for manufacturing the cell}Fuel cell, vehicle including the cell, and method for manufacturing the cell {Fuel cell, vehicle including the cell, and method for manufacturing the cell}

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 fuel cell 100 according to an embodiment, and FIG. 2 shows a cross-sectional view of the end plates 110A and 110B and the cell stack 122 in the fuel cell 100 shown in FIG. 1. For convenience of description, the illustration of the enclosure 300 shown in FIG. 1 is omitted in FIG. 2.

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 fuel cell 100 may be, for example, a polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC: Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, Proton Exchange Membrane Fuel Cell), which is most frequently researched as a power source for driving a vehicle. It is not limited to a specific type of battery.

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 fuel cell 100 may include an end plate (or pressurized plate or compressed plate) 110A, 110B, a current collector plate 112, a cell stack 122, and an enclosure 300. You can.

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 cell stack 122 may include a plurality of unit cells 122-1 to 122 -N stacked in a first direction (eg, an x-axis direction). Here, N is a positive integer of 1 or more, and may be tens to hundreds. N may be, for example, 100 to 300, preferably 220, but the embodiment is not limited to a specific number of N.

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 fuel cell 100 to the load. Here, when the fuel cell 100 is used in a vehicle, the load may mean a portion that requires electric power from the vehicle.

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 membrane electrode assembly 210 has a structure in which a catalytic electrode layer on which both sides of the membrane are subjected to electrochemical reactions is attached, mainly on an electrolyte membrane through which hydrogen ions move. Specifically, the membrane electrode assembly 210 includes a polymer electrolyte membrane (or a proton exchange membrane) 212, a fuel electrode (or a hydrogen electrode or an oxidation electrode) 214, and an air electrode (or an oxygen electrode or a reduction electrode). (216). In addition, the membrane electrode assembly 210 may further include a sub gasket 238.

고분자 전해질막(212)은 연료극(214)과 공기극(216) 사이에 배치된다.The polymer electrolyte membrane 212 is disposed between the anode 214 and the cathode 216.

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 fuel cell 100, hydrogen, which is fuel, is supplied to the anode 214 through the first separation plate 242, and air containing oxygen, which is an oxidant, is supplied to the cathode 216 through the second separation plate 244. Can be.

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 anode 214 is decomposed into hydrogen ions (proton, H +) and electrons (electron, e-) by a catalyst, of which only hydrogen ions selectively pass through the polymer electrolyte membrane 212 to form the cathode ( 216), and at the same time, electrons can be transferred to the air electrode 216 through the separation plates 242 and 244, which are conductors. For the above-described operation, a catalyst layer may be applied to each of the anode 214 and the cathode 216. As such, due to the movement of electrons, the flow of electrons through the external conducting wires is generated to generate current. That is, it can be seen that the fuel cell 100 generates electric power by the electrochemical reaction between hydrogen as fuel and oxygen contained in air.

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 cathode 216, hydrogen ions supplied through the polymer electrolyte membrane 212 and electrons delivered through the separators 242 and 244 meet with oxygen in the air supplied to the cathode 216 and water (or 'condensed water') Or 'generated water').

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 anode 214 may be referred to as an anode, and the cathode 216 may be referred to as a cathode or vice versa, and the anode 214 may be referred to as a cathode and the cathode 216 may be referred to as an anode.

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 membrane electrode assembly 210, respectively. That is, the first gas diffusion layer 222 may be disposed on the left side of the anode 214, and the second gas diffusion layer 224 may be disposed on the right side of the cathode 216.

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 gas diffusion layer 222 serves to diffuse and evenly distribute hydrogen, which is a reaction gas supplied through the first separation plate 242, and may have electrical conductivity. The second gas diffusion layer 224 serves to diffuse and evenly distribute air, which is a reaction gas supplied through the second separation plate 244, and may have electrical conductivity.

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 gaskets 232, 234, and 236 maintain airtight / watertightness, so that the flatness of the surface adjacent to the cell stack 122 generating electric power is managed, and uniform surface pressure is applied to the reaction surface of the cell stack 122. Distribution can be made.

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 separation plates 242 and 244 may serve to move the reactor bodies and the cooling medium, and to separate each of the plurality of unit cells from other unit cells. In addition, the separation plates 242 and 244 structurally support the membrane electrode assembly 210 and the gas diffusion layers 222 and 224, and may also serve to collect the generated current and transfer it to the current collecting plate 112.

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 separation plates 242 and 244 may be disposed outside the gas diffusion layers 222 and 224, respectively. That is, the first separation plate 242 may be disposed on the left side of the first gas diffusion layer 222, and the second separation plate 244 may be disposed on the right side of the second gas diffusion layer 224.

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 first separation plate 242 serves to supply hydrogen, which is a reaction gas, to the anode 214 through the first gas diffusion layer 222. The second separation plate 244 serves to supply air, which is a reaction gas, to the air electrode 216 through the second gas diffusion layer 224. In addition, each of the first and second separation plates 242 and 244 may form a channel through which a cooling medium (eg, cooling water) can flow. In addition, the separation plates 242 and 244 may be made of a graphite-based, composite graphite-based, or metal-based material, but the embodiment is not limited to a specific material of the separation plates 242 and 244.

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 end plates 110A and 110B illustrated in FIGS. 1 and 2 may be disposed on each side end of the cell stack 122 to support and fix the plurality of unit cells 122. That is, the first end plate 110A may be disposed at one end of both side ends of the cell stack 122, and the second end plate 110B may be disposed at the other end of both side ends of the cell stack 122. For ease of understanding, the dashed lines shown in FIG. 1 represent the invisible end plates 110A, 110B disposed inside the enclosure 300.

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 end plates 110A and 110B may have a shape in which a metal insert is surrounded by a plastic injection molding material. The metal inserts of the end plates 110A and 110B may have high stiffness characteristics to withstand the internal surface pressure, and may be implemented by machining a metal material. For example, the end plates 110A and 110B may be formed by combining a plurality of plates, but the embodiment is not limited to a specific configuration of the end plates 110A and 110B.

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 current collector plate 112 may be disposed between the inner surfaces 110AI and 110BI of the end plates 110A and 110B facing the cell stack 122 and the cell stack 122. The current collector plate 112 serves to collect electrical energy generated by the flow of electrons in the cell stack 122 and supply it to a load in which the fuel cell 100 is used.

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 first end plate 110A may include a plurality of manifolds (or communication portions) M. Each of the first and second separation plates 242 and 244 illustrated in FIG. 2 includes a manifold formed in the same shape at the same position as the manifold M of the first end plate 110A illustrated in FIG. 1, respectively. can do. Here, the manifold M may include an inlet manifold and an outlet manifold. Hydrogen and oxygen, which are reaction gases required by the membrane electrode assembly 210, may be introduced into the cell stack 122 through the inlet manifold M from the outside. The gas or liquid to which the reaction gas supplied humidified and the condensate generated inside the cell is added may be discharged to the outside of the fuel cell 100 through the outlet manifold M. In addition, the cooling medium may be introduced into the cell stack 122 from the outside through the inlet manifold (M) and out to the outside through the outlet manifold (M). As such, the plurality of manifolds M allow the inflow and outflow of fluid to the membrane electrode assembly 210.

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 enclosure 300 may be disposed surrounding the cell stack 122 disposed between the end plates 110A and 110B. According to an embodiment, the enclosure 300 may serve as a fastening member for fastening a plurality of unit cells in the first direction together with the end plates 110A and 110B. That is, the fastening pressure of the cell stack 122 may be maintained by the rigid structure end plates 110A and 110B and the enclosure 300.

이하, 도 1에 도시된 연료 전지(100)의 다양한 실시 예(100A, 100B)를 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 살펴본다.Hereinafter, various embodiments 100A and 100B of the fuel cell 100 illustrated in FIG. 1 will be described as follows with reference to the accompanying drawings.

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 fuel cell 100 shown in FIG. 1 along the line I-I '.

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 cell stack 122, the enclosure 300, and the end plates 110A and 110B, respectively. For convenience of description, the illustration of the end plates 110A and 110B is omitted in FIG. 4A, and the illustration of the cell stack 122 in FIG. 4B is omitted.

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 fuel cell 100A may include a separation plate 240, an enclosure 300 and protrusions 412, 414, 416, 418. The separation plate 240 may correspond to at least one of the first separation plate 242 or the second separation plate 244 illustrated in FIG. 2.

돌출부(412 내지 418)는 인클로저(300)의 인접하는 내측면 각각에서 셀 스택(122)을 향하여 돌출된 형상을 가질 수 있다.The protrusions 412 to 418 may have a shape protruding toward the cell stack 122 from each of the adjacent inner surfaces of the enclosure 300.

예를 들어, 인클로저(300)는 제1 및 제2 인클로저(310, 320)를 포함할 수 있다.For example, the enclosure 300 may include first and second enclosures 310 and 320.

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 first enclosure 310 may include first and second inner surfaces 312 and 314 integrally formed adjacent to each other. The second enclosure 320 may include third and fourth inner surfaces 322 and 324 that are adjacent to each other and integrally formed. The third and fourth inner surfaces 322 and 324 may define a space in which the cell stack 122 is accommodated along with the end plates 110A and 110B and the first and second inner surfaces 312 and 314.

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 first enclosure 310 may have an 'L' shaped appearance, and the second enclosure 320 may have an 'A' shaped appearance, but the embodiment is The first and second enclosures 310 and 320 are not limited to each specific shape.

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 enclosure 300 may be divided into two first and second enclosures 310 and 320.

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 enclosure 300 may be divided into four. In this case, the first enclosure 310 may be divided into 1-1 and 1-2 enclosures, and the second enclosure 320 may be divided into 2-1 and 2-2 enclosures. The first-first enclosure has a first inner side 312, the first-2 enclosure has a second inner side 314, the second-first enclosure has a third inner side 322, and the second The -2 enclosure can have a fourth inner side 324.

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 inner surfaces 312, 314, 322, and 324 ( The protrusions 412 and 414 are disposed on 312 and 314, respectively, and the protrusions on the third and fourth inner surfaces 322 and 324 adjacent to each other among the first to fourth inner surfaces 312, 314, 322, and 324. (416, 418) may be disposed respectively.

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 inner surfaces 312 and 314 adjacent to each other among the first to fourth inner surfaces 312, 314, 322, and 324 On the other hand, the protrusions 412 and 414 are respectively disposed, while the protrusions 416 on the third and fourth inner surfaces 322 and 324 adjacent to each other among the first to fourth inner surfaces 312, 314, 322, and 324, 418) may not be disposed respectively.

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 inner surfaces 322 and 324 adjacent to each other among the first to fourth inner surfaces 312, 314, 322, and 324 The protrusions 416 and 418 are respectively disposed on the first and second inner surfaces 322 and 324 adjacent to each other among the first to fourth inner surfaces 312, 314, 322, and 324. ) May not be disposed respectively.

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 fourth protrusions 412 to 418 are disposed on the first to fourth inner surfaces 312, 314, 322, and 324, respectively An example will be described. However, the following description of the fuel cell according to the first embodiment may also be applied to the above-described second or third embodiment.

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 protrusions 412 to 418 may be disposed to extend in a first direction (eg, an x-axis direction) in which the unit cells 122-n are stacked. This is to align the plurality of unit cells using the protrusions 412 to 418 when forming the cell stack 122 by stacking the unit cells 122-n in the first direction, as will be described later. This will be described later in detail when described in detail in the manufacturing method of the fuel cell 100 shown in FIG. 9.

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 protrusions 412 to 418 may be disposed on the inner surface spaced apart from the edges of the inner surfaces 312, 314, 322, and 324. That is, the protrusions 412 to 418 may be disposed spaced apart from the inner corner of the enclosure 300. For example, the third inner surface 322 may include an area between the first and second edges 322E1 and 322E2 and the edges 322E1 and 322E2. At this time, the protrusion 416 may be disposed in the region between the edges 322E1 and 322E2, not the edges 322E1 and 322E2 of the third inner surface 322.

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 protrusions 412 to 418 are present, each of the plurality of unit cells 122-n of the cell stack 122 receives accommodation grooves (or recesses) that accommodate the protrusions 412 to 418 ( H1 to H4). That is, the first protrusion 412 is accommodated in the first receiving groove H1, the second protrusion 414 is received in the second receiving groove H2, and the third protrusion 416 is the third receiving groove ( H3), the fourth protrusion 482 may be accommodated in the fourth receiving groove (H4).

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 enclosure 300 may include first and second openings OP1 and OP2 facing each other in a first direction with a space in which the cell stack 122 is disposed. The first end plate 110A may be fixedly disposed in the first opening OP1, and the second end plate 110B may be fixedly disposed in the second opening OP2.

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 protrusions 412 to 418 may be greater than the depth of the receiving grooves H1 to H4 in which the protrusions 412 to 418 are accommodated. For example, as illustrated in FIG. 5, the height h1 of the second protrusion 414 may be greater than the depth D1 of the second receiving groove H2. This, as shown in Figure 8 to be described later, after the protrusions 412 to 418 are received in each of the receiving grooves (H1 to H4), the outer surface of the cell stack 122 (for example, 122OS shown in Figure 4b ) And the inner surfaces 312, 314, 322, and 324 of the enclosure 300 are spaced apart from each other. In this case, the material of each of the protrusions 412 to 418 may have insulating properties. For example, each of the protrusions 412 to 418 may be made of plastic.

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 enclosure 300 is metal, the inner surfaces 312, 314, 322, and 324 of the enclosure 300 and the outer surface 122OS of the cell stack 122 may be electrically shorted. To prevent this, the height h1 greater than the depth D1 so that the inner surfaces 312, 314, 322, and 324 of the enclosure 300 can be spatially spaced from the outer surface 122OS of the cell stack 122. To form the protrusions 412 to 418, each of the protrusions 412 to 418 may be implemented with an insulating material. As a result, it can be prevented that the enclosure 300 and the cell stack 122 are electrically shorted to each other.

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 groove 240H in the unit cell 122-n is formed to face the protrusions 412 to 418 in the membrane electrode assembly 210 and the separation plates 242 and 244, respectively. You can. The receiving groove 240H illustrated in FIG. 2 may correspond to the receiving grooves H1 to H4 illustrated in FIGS. 3 and 4A. In addition, the receiving grooves 240H may not be formed in the gas diffusion layers 222 and 224 and the gaskets 232, 234 and 236 in the unit cell 122-n.

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 separation plates 242 and 244 will be described, but the description of the receiving grooves may also be applied to the receiving grooves formed in the membrane electrode assembly 210.

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 separation plate 240 in the unit cell 122-n may include first and second side parts S1 and S2. The side where the manifold M is disposed among the sides of the separation plate 240 is defined as a first side (S1: S11, S12), and the manifold M is not disposed among the sides of the separation plate 240, The side adjacent to the first side (S1: S11, S12) may be defined as the second side (S2: S21, S22).

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 portion 412 from the outside of the 2-1 side portion S21, and the second receiving groove H2 is the first-first side portion S11. It is formed to accommodate the second projection 414 on the outside of, the third receiving groove (H3) is formed to accommodate the third projection 416 on the outside of the 1-2 side (S12), the fourth The receiving groove H4 may be formed to accommodate the fourth protrusion 418 from the outside of the 2-2 side part S22.

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 cell stack 122 may be firmly supported by the protrusions 412 to 418. For example, as illustrated in FIG. 5, the second receiving groove H2 may be formed in the second region A2 of the first-first side S11 of the separation plate 240.

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 fuel cell 100 shown in FIG. 1 taken along the line I-I '.

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 protrusions 412, 414, 416, and 418 formed on each of the first to fourth inner surfaces 312, 314, 322, and 324 of the enclosure 300 is the same, and the unit The number of receiving grooves H1, H2, H3, H4 formed in each of the first and second side portions S11, S12, S21, and S22 of the cells 122-n may be the same. However, the embodiment is not limited to this.

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 protrusions 412 to 418 are the second sides S2: S21, S22 than the second and third inner surfaces 314, 322 facing the first sides S1: S11, S12 in the enclosure 300. ) May be disposed on the first and fourth inner surfaces 312 and 324 facing each other. For example, referring to FIG. 6, the number of receiving grooves H2 and H3 formed in each of the 1-1 and 1-2 side parts S11 and S12 is one, and the 1-1 and 1-2 The number of protrusions 414 and 416 disposed on the second and third inner surfaces 314 and 322 facing the side parts S11 and S12, respectively, is one. On the other hand, the number of receiving grooves (H11, H12, H13) formed in the 2-1 side (S21) is three, and the protrusion disposed on the first inner surface 312 facing the 2-1 side (S21) The number of (412-1, 412-2, 412-3) may be three.

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 inner surfaces 314 and 322 facing the first side S1. This is to impart more lamination load toward the inner surfaces 312 and 324.

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 protrusions 412 to 418 and the enclosure 300 are different from each other, they cannot be integrated. Therefore, the fuel cell 100 according to the embodiment may further include a fastening part for fastening the enclosure 300 and the protrusions 412 to 418 that are separate elements from each other.

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 fastening portion 510 may have an external appearance of a 'ten (+)' shape, and as shown in FIG. 7B, the fastening portion 520 may have a 'tee (T). It may have an 'shaped appearance, or the fastening part 530 may have an' O 'shaped appearance as shown in FIG. 7C.

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 protrusions 412 to 418 may be disposed to be inclined based on a direction parallel to the normal of each of the inner surfaces 312, 314, 322, and 324 of the enclosure 300. For example, referring to FIG. 7A, the first protrusion 412 may be disposed to be inclined by a first angle θ1 based on a direction parallel to the normal N of the first inner surface 312.

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 second protrusions 412 and 414 disposed on the first and second inner surfaces 312 and 314 adjacent to each other are adjacent first and second inner surfaces. The inner angles θ2 between 312 and 314 are equally divided, and may be inclined in a direction parallel to the first boundary surface BS1 passing through the boundary of the inner surface adjacent to each other.

한편, 전술한 실시 예에 의한 연료 전지(100, 100A, 100B)는 차량에 장착되어 사용될 수 있다.Meanwhile, the fuel cells 100, 100A, and 100B according to the above-described embodiment may be mounted on a vehicle and used.

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 fuel cell 100 shown in FIG. 1 taken along the line I-I '. Here, the arrow AR indicates the front of the vehicle. That is, the direction indicated by the arrow AR corresponds to the front of the vehicle.

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 protrusions 412 to 418 may be disposed on each of the first to fourth inner surfaces 312, 314, 322, and 324 of the enclosure 300. Here, in FIG. 8, the same parts as those of the fuel cells 100A and 100B shown in FIGS. 3 and 6 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

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 inner surfaces 312, 314, 322, and 324, protrusions disposed on opposite inner surfaces may be inclined in different directions. That is, the protrusions 412 and 418 disposed on the first and fourth inner surfaces 312 and 324 facing each other incline in different directions, and on the second and third inner surfaces 314 and 322 facing each other. The disposed protrusions 414 and 416 may be inclined in different directions.

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 fuel cell 100 is positioned parallel to the ground, that is, when the second inner surface 314 is parallel to the ground, the first to fourth inner surfaces 312, 314, 322, 324 Among the projections 412 and 418 disposed on the first and fourth inner surfaces 312 and 324 facing each other in the direction AR (for example, -z-axis direction) facing the front of the vehicle, in different directions Can be inclined. For example, the first protrusion 412 may be inclined in the -y axis direction, and the fourth protrusion 418 may be inclined in the + y axis direction.

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 inner surfaces 314 and 322 facing each other in the gravitational direction (for example, the y-axis direction) among the first to fourth inner surfaces 312, 314, 322, and 324. (414, 416) may be inclined in different directions. For example, the second protrusion 414 may be inclined in the + z axis direction, and the third protrusion 416 may be inclined in the -z axis direction.

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 fuel cell 100 is mounted, the cell stack in the interior of the enclosure 300 ( Since 122) does not fluctuate, deformation of the 122 may be prevented.

이하, 전술한 실시 예에 의한 연료 전지(100)의 제조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the fuel cell 100 according to the above-described embodiment will be described with reference to the accompanying drawings.

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 first end plate 110A, which is one of the end plates, is disposed on the first press jig 610 disposed at an inclined angle by a predetermined third angle θ3 based on the horizontal surface HL. To be fitted. The direction in which the first press jig 610 is inclined is not limited to FIG. 9 (a), and may be inclined to any of the x-axis, y-axis, and z-axis. The third angle θ3 in which the first press jig 610 is inclined relative to the horizontal surface HL may be 30 ° to 60 °, but the embodiment is not limited thereto.

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 first enclosure 310 is fixed to the first end plate 110A.

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 portion 122A of the plurality of unit cells 122 is mounted to the first enclosure 310 in the direction of gravity. For example, as described in FIG. 3, the first and second protrusions 412 and 414 disposed on the first and second inner surfaces 312 and 314 adjacent to each other are parallel to the first boundary surface BS. When inclined in the direction of gravity, the protrusions 412 and 414 of the first enclosure 310 are easily inserted into the receiving grooves (eg, H1 and H2) of each unit cell 122-n in the direction of gravity. You can. That is, when each unit cell 122-n in the direction of gravity is placed in the first enclosure 310, the first and second protrusions 412 and 414 of the first enclosure 310 are of the unit cell 122-n. The first and second grooves H1 and H2 may be sequentially stacked by being sliding in the first direction while being accommodated. In this case, a plurality of unit cells may be mounted one by one, or a plurality of unit cells may be mounted one by one. At this time, as shown in Figure 9 (c), some of the plurality of unit cells 122, 122A is mounted to the first enclosure 310, while the other unit 122 of the plurality of unit cells 122 is It may escape from the first enclosure 310. Therefore, as shown in FIG. 9 (d), after stacking a portion 122A of the plurality of unit cells 122, before stacking the other portion 122B of the plurality of unit cells 122, the first enclosure A guide jig 620 having the same shape as the first enclosure 310 may be connected to the other end 310-2 of the 310.

도 10은 도 9 (d)에 도시된 가이드 지그(620)의 확대 사시도를 나타낸다.10 shows an enlarged perspective view of the guide jig 620 shown in FIG. 9 (d).

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 guide jig 620 has protrusions 412 and 414 on the inner surface of the 620 like the first enclosure 310.

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 rest 122B of the plurality of unit cells 122 outside the other end 310-2 of the first enclosure 310 may be mounted on the guide jig 620.

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 unit cells 122 on the first enclosure 310 and the guide jig 620, the manifold M formed on the separation plate 240 may be considered. According to an embodiment, among the inner surfaces of the first enclosure 310, the first outer surfaces 314O on the opposite side of the second or third inner surfaces 314 and 322 facing the first sides S1: S11 and S12, 322O) and the fourth angle θ4 between the horizontal surface HL is the first or fourth inner surface 312, 324 facing the second side S2: S21, S22 from the inner surface of the first enclosure 310. ) May be greater than a fifth angle θ5 between the second outer surfaces 312O and 324O on the opposite side and the horizontal surface HL.

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 unit cells 122 by tilting the first enclosure 310 as shown in FIG. 6, the first and second sides S12 and the inner side of the first enclosure 310 are stacked. The fourth angle θ4 between the first outer surface 314O and the horizontal surface HL on the opposite side of the opposing second inner surface 314 is a 2-1 side part S21 among the inner surfaces of the first enclosure 310. And a fifth angle θ5 between the second outer surface 312O and the horizontal surface HL opposite the first inner surface 312 facing each other. For example, the fourth angle θ4 may be greater than 45 °, and the fifth angle θ5 may be less than 45 °, but embodiments are not limited thereto.

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 plate 240 may be damaged, according to an embodiment, since a load is further applied to the second side S2 than the first side S1, the unit cells can be stably stacked without damaging the separation plate 240. You can.

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 second end plate 110B, which is another one of the end plates, is mounted on the side of the last mounted unit cell 122-N.

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 second end plate 110B is pressed in the first direction (eg, the x-axis direction) to the other end 310-2 of the first enclosure 310 as shown in FIG. 9 (e). . The second end plate 110B and the cell stack 122 are pressed in the first direction through the second press jig 612 so that a uniform surface pressure distribution is made on the reaction surface of the cell stack 122.

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 second enclosure 320 is mounted as shown in FIG. 9 (f). The fuel cell is completed by being coupled to the first enclosure 310.

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 second enclosures 310 and 320 may be screwed, and the embodiment is not limited to a specific coupling method of the first and second enclosures 310 and 320. As described with reference to FIG. 3, the protrusions 412 and 414 of the first enclosure 310 can be easily inserted into the receiving grooves (eg, H1 and H2) of the unit cells 122-n so that they are adjacent to each other. The first and second protrusions 412 and 414 disposed on the first and second inner surfaces 312 and 314, respectively, are formed to be inclined in the direction of gravity parallel to the first boundary surface BS. Similarly, the third and fourth protrusions 416 and 418 disposed on each of the third and fourth inner surfaces 322 and 324 adjacent to each other in the direction of gravity parallel to the second boundary surface (BS2 shown in FIG. 3). It can be formed obliquely. Here, referring to FIG. 3, the second boundary surface BS2 bisects the interior angle between the third and fourth inner surfaces 322 and 324 and the boundary between the third and fourth inner surfaces 322 and 324. It means the passing side. This is to facilitate coupling of the second enclosure 320 to the first enclosure 310 in the direction of gravity, as shown in FIG. 9 (f).

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 unit cells 122, a certain tolerance is required, and there is a problem that damage to the notch due to excessive restraint may occur.

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 first enclosure 310 in the direction of gravity In a manner of sliding in the first direction, a plurality of unit cells 122 are stacked. As described above, when stacking a plurality of unit cells, the protrusions 412 and 414 serve to guide the plurality of unit cells, so that the plurality of unit cells can be stacked with a high degree of alignment. In addition, since a plurality of unit cells are stacked in the direction of gravity, damage to parts (for example, MEA and GDL) can be prevented because a force large enough to deform the separation plate 240 is not applied.

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 unit cells 122 and the end plate 110B are pressed as shown in FIG. 9 (e), as shown in FIG. 9 (f). Likewise, when fastening the second enclosure 320 to the first enclosure 310, an appropriate fastening pressure may be applied to the cell stack 122. Therefore, there is no need for a separate fastening member used to fasten the plurality of unit cells 122 together with the end plates 110A and 110B in the first direction to give a constant surface pressure to the cell stack 122. Therefore, the manufacturing cost of the fuel cell can be reduced, and the configuration can be simplified.

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 cell stack 122 and the enclosure 300 can be prevented.

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: 분리판
100, 100A, 100B: fuel cell 110A, 110B: end plate
112: current collector 122: cell stack
210: membrane electrode assembly 212: polymer electrolyte membrane
214: anode 216: cathode
222, 224: gas diffusion layer 232, 234, 236: gasket
240, 242, 244: separation plate

Claims (18)

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 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.
제1 항에 있어서, 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 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.
제1 항에 있어서, 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 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.
제1 항에 있어서, 상기 돌출부의 높이는 상기 수용홈의 깊이보다 크고,
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.
제2 항에 있어서, 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 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.
제5 항에 있어서, 상기 분리판은
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.
제6 항에 있어서, 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 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.
제6 항에 있어서, 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 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.
제1 항에 있어서, 상기 돌출부는
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.
제9 항에 있어서, 상기 서로 인접하는 내측면 각각에 배치된 돌출부는
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.
제1 항에 있어서, 상기 돌출부와 상기 인클로저를 체결하는 체결부를 더 포함하는 연료 전지.The fuel cell of claim 1, further comprising a fastening part for fastening the protrusion and the enclosure. 제11 항에 있어서, 상기 체결부는 ‘십(+)자’, ‘티(T)’자 또는 ‘오(O)’자 형태의 외관을 갖는 연료 전지.12. The fuel cell of claim 11, wherein the fastening portion has an appearance in the form of a "seven (+)", "T (T)" or "O (O)" letter. 제2 항에 기재된 연료 전지를 포함하는 차량에 있어서,
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.
제6 항에 기재된 연료 전지를 제조하는 방법에 있어서,
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.
제14 항에 있어서, 상기 프레스 지그가 상기 수평면을 기준으로 경사진 각도는 30° 내지 60°인 연료 전지 제조 방법.15. The method of claim 14, The angle of the press jig inclined relative to the horizontal plane is 30 ° to 60 ° fuel cell manufacturing method. 제14 항에 있어서, 상기 복수의 단위 셀을 장착하는 단계는
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.
제14 항에 있어서, 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 큰 연료 전지 제조 방법.15. The method of claim 14, wherein the first angle between the first outer surface and the horizontal surface opposite to the second or third inner surface opposite to the first side of the inner surface of the first enclosure is the inner surface of the first enclosure Among them, a method of manufacturing a fuel cell greater than a second angle between a second outer surface and a horizontal surface opposite to the first or fourth inner surface facing the second side. 제17 항에 있어서, 상기 제1 각도는 45°보다 크고, 상기 제2 각도는 45°보다 작은 연료 전지 제조 방법.18. The method of claim 17, wherein the first angle is greater than 45 ° and the second angle is less than 45 °.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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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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