KR20230099928A - 연료전지 - Google Patents

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KR20230099928A
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한온시스템 주식회사
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Abstract

본 발명은 연료와 산화제의 전기화학반응에 의해 전기에너지를 발생시키는 복수의 단위전지가 적층된 연료전지 스택; 복수의 단위전지 중 적층방향의 외곽에 배치된 단위전지에 열을 가하도록, 상기 단위전지로 일면이 대면되도록 배치된 엔드셀 히터; 및 일면이 상기 엔드셀 히터의 타면과 대면되도록 배치되는 히터 플레이트;를 포함하고, 상기 엔드셀 히터는, 전력에 의해 열이 발생되는 열선을 포함하는 히터부와, 상기 히터부의 열선과 연결되어 전력을 공급하는 제1커넥터를 포함하되, 상기 제1커넥터의 일단이 상기 열선과 연결되고 타단이 상기 히터 플레이트가 배치된 방향으로 연장된 것을 특징으로 하는 연료전지에 관한 것이다.

Description

연료전지{FUEL CELL}
본 발명은 연료전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 면상발열체의 열선으로 전기에너지를 공급하는 터미널의 실링을 보강하는 구조가 포함되는 연료전지 스택에 관한 것이다.
종래에는 휘발유나 경유 등의 화석연료를 에너지원으로 하는 엔진을 탑재한 화석연료 차량이 널리 사용되었다. 하지만 종래에는 화석연료를 에너지원으로 활용함에 따라 사회적으로 환경오염 문제가 대두되었으며, 자원의 고갈 등과 같은 현상도 함께 수반되는 문제가 있었다. 이에 따라 위와 같은 문제를 해결하기 위해 연료전지 또는 배터리 등이 탑재된 친환경 차량이 개발되었으며, 현재는 실용화되어 많은 이들이 사용하고 있다.
상기 연료전지는 연료와 산화제를 전기화학적으로 반응시키어 전기에너지를 발생시키는 장치로, 일반적으로 수소를 함유한 연료가스와 산소를 함유한 산화제 가스를 전기화학적으로 반응시킴에 따라 전기 에너지와 열을 발생시키도록 구성된다. 여기서 상기 연료전지는 복수의 단위전지가 적층된 연료전지 스택을 포함하여 구성되며, 연료전지 스택의 최외곽에 배치된 단위전지(이하, '엔드셀'이라 함)에서는 산소와 수소가 반응하여 발생된 물이 잔존하게 된다. 이때 저온 환경에 연료전지가 노출되는 경우에 잔존한 물이 응결됨에 따라 연료와 산화제의 유동을 저해하는 문제로 이어질 수 있다. 이에 이와 같은 문제를 해결하기 위해 현재 한국공개특허공보 제10-2018-0088095호 등에서는 상기 엔드셀에 열을 가하는 엔드셀 히터를 포함하는 연료전지가 개시되어 있다.
도 1을 참조하면, 종래의 연료전지는, 복수의 단위전지가 적층된 연료전지 스택(1), 상기 연료전지 스택(1)의 엔드셀에 열을 가하는 엔드셀 히터(2) 및 상기 엔드셀 히터(2)에 결합되는 커버(3)를 포함하여 구성된다. 이때 상기 엔드셀 히터(2)에는 열선 등의 발열체가 포함됨에 따라 외부 전원으로부터 인가된 전력을 통해 상기 엔드셀을 가열하도록 구성될 수 있다. 이때 종래의 연료전지는 상기 엔드셀 히터(2)에 전력을 공급하기 위해 커넥터(4)를 더 포함하여 구성되며, 상기 커넥터(4)는 상기 엔드셀 히터(2)에 연결되도록 구성된다.
도 2를 참조하면, 상기 엔드셀 히터(2)는 상술한 바와 같은 발열체(2a)와 상기 발열체(2a)의 열이 외부로 방출되지 않도록 차단하는 단열패드(2b)를 포함할 수 있다. 이때 상기 엔드셀 히터(2)의 발열체(2a)는 상술한 엔드셀에 접하거나 도시된 바와 같이 상기 연료전지 스택(1)으로부터 전류를 집전하는 집전판(2c)과 접할 수 있으며, 상기 엔드셀 히터(2)가 바이패스 플레이트(2d)를 포함할 수도 있다. 여기서 상기 발열체(2a)는 상기 집전판(2c)과 바이패스 플레이트(2d) 사이에 개재될 수 있으며, 상기 엔드셀 히터(2)에는 커넥터(4)가 배치되는 공간이 형성될 수 있다. 이때 상기 연료전지 스택(1)에서 반응에 의해 물이 생성됨과 더불어 상기 연료전지 스택(1)을 냉각시키기 위해 별도의 냉각수를 사용함에 따라 상기 엔드셀 히터(2)의 커넥터(4)로 내부 리크가 발생되는 문제가 생길 수 있다. 특히 상기 집접판(2c)에는 고전압이 흐르고 있으며 상기 발열체(2a)에는 그라운드 전극이 연결되어 있음에 따라 내부 리크가 발생되면 절연파괴 및 쇼트 등의 위험한 상황이 발생되는 문제로 이어질 수 있다.
위와 같이 종래에는 상기 커넥터(4)와 인접한 중공(5)에 상기 집전판(2c), 발열체(2a), 및 단열패드(2b) 사이의 틈(6)으로 냉각수나 물이 유입되는 문제가 있다. 이는 절연파괴의 발생이나 누전이 발생함에 따라, 상기 발열체(2a)의 필름이 파손되거나 차량의 고장으로 이어지는 문제로 이어질 수 있다.
KR 10-2018-0088095 A ("연료전지용 엔드셀 히터 및 이를 포함하는 연료전지", 2018.08.03. 공개) KR 10-2017-0137280 A ("엔드 셀 히터 어셈블리, 및 이 엔드 셀 히터 어셈블리를 가지는 연료전지 스택", 2017.12.13. 공개) KR 10-2261535 B1 ("연료전지용 엔드셀 히터 및 이를 포함하는 연료전지", 2021.06.04. 공고)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 엔드셀 히터의 수밀 성능이 향상되도록 발열체로부터 히터 플레이트로 연장된 커넥터를 갖는 연료전지를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연료전지는, 연료와 산화제의 전기화학반응에 의해 전기에너지를 발생시키는 복수의 단위전지가 적층된 연료전지 스택; 복수의 단위전지 중 적층방향의 외곽에 배치된 단위전지에 열을 가하도록, 상기 단위전지로 일면이 대면되도록 배치된 엔드셀 히터; 및 일면이 상기 엔드셀 히터의 타면과 대면되도록 배치되는 히터 플레이트;를 포함하고, 상기 엔드셀 히터는, 전력에 의해 열이 발생되는 열선을 포함하는 히터부와, 상기 히터부의 열선과 연결되어 전력을 공급하는 제1커넥터를 포함하되, 상기 제1커넥터의 일단이 상기 열선과 연결되고 타단이 상기 히터 플레이트가 배치된 방향으로 연장될 수 있다.
또한, 상기 히터 플레이트에는, 상기 제1커넥터로 전원으로부터 인가된 전력을 공급하는 제2커넥터가 배치되고, 상기 제2커넥터는, 상기 제1커넥터의 타단과 결합되는 제1접속부, 전원과 연결되는 제2접속부 및 상기 제1접속부와 제2접속부를 연결하는 연결부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2커넥터는, 상기 연결부의 일면이 상기 히터 플레이트와 면접하고 상기 제1접속부의 일단과 제2접속부의 일단이 상기 연결부에 각각 결합될 수 있다.
또한, 상기 제2커넥터는, 상기 연결부가 상기 히터 플레이트의 타면에 접하고, 상기 제1접속부와 제2접속부가 상기 히터 플레이트를 관통하도록 배치될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 연료전지는, 상기 히터 플레이트에 상기 연결부가 인서트 사출되어 고정될 수 있다.
또한, 상기 히터 플레이트에는 양면으로 관통된 제1삽입홀 및 제2삽입홀이 형성되되, 상기 제1접속부과 제2접속부가 상기 제1삽입홀 및 제2삽입홀에 각각 배치될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 연료전지는, 상기 제1접속부의 타단이 상기 제1삽입홀 내부에 배치될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 연료전지는, 상기 제2접속부의 타단이 상기 제2삽입홀을 관통하여 외부에 노출될 수 있다.
또한, 상기 제2커넥터는 프리몰드(Premold)로 제작될 수 있다.
또한, 상기 엔드셀 히터는 복수의 단위전지 중 적층방향의 양측 외곽에 각각 배치된 단위전지에 열을 가하도록 한 쌍으로 이루어지되, 한 쌍의 상기 엔드셀 히터 중 적어도 하나의 엔드셀 히터가 상기 제1커넥터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 히터 플레이트는 한 쌍으로 이루어져 한 쌍의 상기 엔드셀 히터와 각각 연결되고, 한 쌍의 상기 히터 플레이트 중 적어도 하나의 히터 플레이트가 상기 제2커넥터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 히터부는, 전기 절연 재질로 형성된 히터몸체 상에 상기 열선이 소정 패턴으로 배치되며, 상기 열선은, 상기 히터몸체에 배치되되 소정 폭을 가지도록 연장된 제1패턴부와, 상기 제1패턴부의 양단에 연결되는 한 쌍의 제2패턴부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 히터부는, 한 쌍의 상기 제2패턴부가 인접하도록 배치되어 상기 제1커넥터의 일단과 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1커넥터는, 한 쌍의 상기 제2패턴부 사이에 개재되어 상기 제1커넥터와 열선을 전기적으로 연결하는 삽입부를 포함하고, 상기 히터부는, 상기 제1커넥터가 삽입되는 방향으로 돌출되어 상기 제1커넥터를 고정하는 지지부를 더 포함하여, 상기 삽입부와 지지부가 커넥터 보스부를 구성할 수 있다.
또한, 상기 열선은, 상기 제2패턴부의 폭이 상기 제1패턴부의 폭 보다 크게 형성될 수 있다.
또한, 상기 엔드셀 히터는, 상기 열선에서 발생되는 열이 상기 히터 플레이트로 전도되는 것을 차단하도록 상기 히터부와 히터 플레이트 사이에 배치되는 단열부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 엔드셀 히터는, 상기 단열부와 상기 히터 플레이트 사이에 배치되어 적어도 하나 이상의 연료 채널 또는 산화제 채널을 포함하는 바이패스 플레이트를 더 포함할 수 있다.
상술한 구성에 의한 본 발명에 따른 연료전지는, 엔드셀 히터의 제1커넥터와 히터 플레이트의 제2커넥터를 통해 열선이 전원과 연결됨에 따라 수밀성능이 향상되어 사고를 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다. 아울러 본 발명에 따른 연료전지는 히터부가 단위전지와 연결된 집전체와의 결합력이 저하되어도 수밀성능이 유지될 수 있음에 따라 수명이 보다 길어지는 효과로 이어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 연료전지는, 제1커넥터와 히터부 사이의 결합성을 향상시키고 제2커넥터를 히터 플레이트 상에 고정할 수 있음에 따라 체결시 발생할 수 있는 휨 및 파손 현상을 방지할 수 있는 장점이 있다. 이는 제작성이 향상되는 효과로 이어질 수 있음에 따라 작업시간과 작업효율이 향상되는 장점이 있다.
도 1은 종래기술에 따른 연료전지의 분해 사시도.
도 2는 종래기술에 따른 엔드셀 히터의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 연료전지가 탑재된 차량을 도시한 도면.
도 4은 본 발명에 따른 연료전지의 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 연료전지의 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 엔드셀 히터의 제1커넥터와 히터 플레이트의 제2커넥터가 결합되는 것을 도시한 개략도.
도 7은 본 발명에 따른 제1커넥터가 배치된 엔드셀 히터의 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 엔드셀 히터의 평면도.
도 9는 본 발명에 따른 제2커넥터가 배치된 히터 플레이트 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 제2커넥터와 히터 플레이트의 분해 사시도.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 연료전지를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 연료전지에 관한 것으로, 도 3은 연료전지가 탑재된 차량을 도시한 도면을, 도 4는 연료전지의 사시도를, 도 5는 연료전지의 단면도를, 도 6은 엔드셀 히터의 제1커넥터와 히터 플레이트의 제2커넥터가 결합되는 것을 도시한 개략도를 각각 나타낸다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 연료전지(10)는 발전용, 수송용, 가정용 등 다양한 분야에서 활용될 수 있으며, 일 예로 차량에 탑재된 경우에는 저장탱크(20)와 배터리(30) 등과 연결되어 차량의 동체에 탑재될 수 있다. 이때 상기 저장탱크(20)에는 수소연료 등이 저장될 수 있으며, 상기 저장탱크(20)에서 상기 연료전지(10)가 연료를 주입받아 상기 연료와 산화제를 전기화학적으로 반응시키어 전기에너지를 발생시킬 수 있다. 이때 발전된 전기에너지는 연결된 배터리(30)에서 저장되어 차량이 주행 중에 활용할 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 연료전지(10)는 연료와 산화제를 통해 전기에너지를 생산하는 연료전지 스택(100)과, 상기 연료전지 스택(100)으로 열을 가하는 엔드셀 히터(200)와 상기 엔드셀 히터(200)의 외부를 감싸는 히터 플레이트(300)를 포함할 수 있다. 이때 상기 엔드셀 히터(200)는 한 쌍으로 이루어져 상기 연료전지 스택(100)의 양측에 각각 배치될 수 있으며, 상기 히터 플레이트(300) 또한 한 쌍으로 이루어져 서로 이격될 수 있다. 이때 한 쌍의 상기 히터 플레이트(300) 사이의 이격 공간에 상기 연료전지 스택(100)과 한 쌍의 엔드셀 히터(200)가 배치될 수 있다. 아울러 본 발명에 따른 연료전지(10)는 한 쌍의 엔드셀 히터(200)를 서로 연결하는 체결부재(400)를 더 포함할 수 있으며, 상기 연료전지 스택(100)과 연결되어 외부로 전기에너지를 방출하는 터미널(110)을 포함할 수도 있다. 여기서 터미널(110) 또한 한 쌍으로 이루어져 각각이 양 단자를 형성할 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 연료전지 스택(100)은 양측으로 배열되는 복수의 단위전지(101)를 포함할 수 있다. 그리고 복수의 상기 단위전지(101)에는 연료와 산화제가 각각 순환되어 화학적 반응을 통해 전기에너지를 발전시킬 수 있으며, 화학적 반응에 의해 가열된 상기 단위전지(101)를 냉각하는 냉각수가 유동될 수도 있다. 여기서 배열된 복수의 상기 단위전지(101)가 저온 환경에 노출되는 경우에는 연료와 산화제로 인해 생성된 물이나 유동되는 냉각수가 응고되는 문제가 발생될 수 있음에 따라, 상기 엔드셀 히터(200)는 복수의 상기 단위전지(101)의 양측 단부에 배치된 단위전지(101)인 엔드셀에 열을 가하는 히터부(210)를 포함할 수 있다.
상기 히터부(210)는 전기에 의해 열을 내는 열선(211)과 상기 열선(211)이 소정 패턴을 가지도록 배열되는 히터몸체(212)를 포함할 수 있다. 이때 히터몸체(212)는 전기 절연 재질로 형성될 수 있으며, 상기 엔드셀에 인접하도록 배치될 수 있다. 여기서 상기 연료전지 스택(100)은 복수의 상기 단위전지(101)에서 발전된 전류를 집전하여 상기 터미널(110)로 전달하는 집전체(102)를 더 포함할 수 있으며, 상기 집전체(102)가 상기 히터몸체(212)와 엔드셀 사이에 개재되어 상기 집전체(102)를 통해 엔드셀로 열이 전달될 수도 있다.
상기 엔드셀 히터(200)는 상기 히터부(210)와 상기 히터 플레이트(300) 사이에 배치되어 상기 히터부(210)에서 발생된 열이 외부로 방출되는 것을 차단하는 단열부(220)를 더 포함할 수 있다. 여기서 상기 단열부(220)는 상기 히터부(210)의 히터몸체(212)와 면접하도록 배치될 수 있다. 그리고 상기 엔드셀 히터(200)는 상기 단열부(220)와 상기 히터 플레이트(300) 사이에 배치되는 바이패스 플레이트(230)를 더 포함할 수도 있다. 이때 상기 바이패스 플레이트(230)는 적어도 하나 이상의 연료 채널 또는 산화제 채널을 포함하여 반응가스를 분배함과 동시에 액적의 유입을 방지할 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 엔드셀 히터(200)는 상기 히터부(210)에 일단이 연결되어 상기 히터 플레이트(300)가 배치된 방향으로 연장된 제1커넥터(240)를 포함할 수 있으며, 상기 히터 플레이트(300)에는 상기 제1커넥터(240)와 연결되어 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 제공하는 제2커넥터(310)가 배치될 수 있다. 여기서 상기 제1커넥터(240)는 상기 단열부(220)를 관통하도록 배치될 수 있으며, 상기 바이패스 플레이트(230)가 배치된 경우에는 상기 바이패스 플레이트(230)의 중공을 지나 상기 제2커넥터(310)에 결합될 수 있다. 그리고 상기 제1커넥터(240)는 한 쌍의 상기 엔드셀 히터(200) 중 적어도 하나의 엔드셀 히터(200)에 배치될 수 있으며, 상기 제2커넥터(310) 또한 한 쌍의 상기 히터 플레이트(300) 중 적어도 하나의 히터 플레이트(300) 배치될 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 연료전지에 관한 것으로, 도 7은 제1커넥터가 배치된 엔드셀 히터의 사시도를, 도 8은 엔드셀 히터의 평면도를 각각 나타낸다.
도 7을 참조하면, 상기 제1커넥터(240)는 일단이 상기 히터부(210)의 열선(211)에 연결되는 커넥터몸체(241)를 포함할 수 있다. 이때 제1커넥터(240)는 상기 커넥터몸체(241)의 일단에 배치되는 삽입부(242)를 더 포함할 수 있으며, 상기 삽입부(242)가 상기 열선(211)과 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서 상기 히터부(210)는 돌출된 지지부(213)를 포함하되, 상기 지지부(213)로 상기 제1커넥터몸체(241)의 일단 또는 상기 삽입부(242)가 삽입되어 서로 체결력이 향상된 커넥터 보스부를 형성할 수 있다. 이에 따라 장착 시에 파손을 방지함과 더불어 장착의 편의성이 높아져 작업시간이 단축되는 효과로 이어질 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 열선(211)은 상기 히터몸체(212)에서 소정 패턴으로 배치될 수 있으며, 제1패턴부(211a)와 제2패턴부(211b)를 포함할 수 있다. 이때 상기 제1패턴부(211a)와 제2패턴부(211b)는 서로 연결된 발열체일 수 있으며, 상기 제2패턴부(211b)가 상술한 제1커넥터(240)와 접할 수 있다. 여기서 상기 제1패턴부(211a)는 소정 폭을 가지도록 상기 히터몸체(212)에서 연장되며, 상기 제1패턴부(211a)의 길이방향 양단에 한 쌍의 제2패턴부(211b)가 서로 이격된 상태로 배치될 수 있다. 그리고 한 쌍의 상기 제2패턴부(211b)는 상기 제1커넥터(240)가 장착되도록 안착부(211c)를 형성할 수 있으며, 상기 제2패턴부(211b)의 폭이 상기 제1패턴부(211a)의 폭 보다 크게 형성될 수 있다. 이에 따라 상기 열선(211)과 상기 제1커넥터(240)가 장착 시에 발생되는 휨 현상을 미연에 방지할 수 있다. 아울러 상기 히터부(210)는 상기 히터몸체(212)의 중심부에 배치된 하나 이상의 관통홀(214)을 포함할 수 있으며, 상기 관통홀(214)에 상술한 터미널(110)이 관통될 수 있다.
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 연료전지에 관한 것으로, 도 9는 제2커넥터가 배치된 히터 플레이트 사시도를, 도 10은 제2커넥터와 히터 플레이트의 분해 사시도를 각각 나타낸다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 히터 플레이트(300)에는 상기 제2커넥터(310)가 배치될 수 있으며, 상기 제2커넥터(310)는 상술한 제1커넥터(240)와 결합되는 제1접속부(311)와, 외부 전원과 접속되는 제2접속부(312)를 포함할 수 있다. 이때 상기 제2커넥터(310)는 상기 제1접속부(311)와 제2접속부(312)를 연결하는 연결부(313)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 제2접속부(312)로 인가된 전력은 상기 연결부(313)와, 제1접속부(311)를 거쳐 상기 제1커넥터(240)에 전달될 수 있다. 여기서 상기 제1커넥터(240)는 상기 히터 플레이트(300)의 일면으로 연장될 수 있으며, 상기 제1접속부(311)는 상기 히터 플레이트(300)의 일면 측으로 삽입되는 상기 제1커넥터(240)와 결합될 수 있다.
상기 제2커넥터(310)는 프리몰드(Premold)로 제작되어 상기 히터 플레이트(300)에 장착될 수도 있다. 이때 상기 제2커넥터(310)는 상기 제1접속부(311) 및 제2접속부(312)가 상기 히터 플레이트(300)의 타면에서 일면으로 삽입될 수도 있다. 여기서 상기 연결부(313)는 평판형으로 상기 일면이 상기 히터 플레이트(300)의 홈에 삽입되거나 인서트 사출을 통해 고정될 수도 있다. 또한 상기 제2접속부(312)가 상기 제1접속부(311) 보다 돌출될 수도 있으며, 상기 제2접속부(312)가 배치된 단부의 폭이 더 넓도록 성형될 수도 있다. 이때 상기 히터 플레이트(300)에는 상기 제1접속부(311) 및 제2접속부(312)가 각각 배치되는 제1삽입홀(301) 및 제2삽입홀(302)이 양면 방향으로 관통될 수 있다. 그리고 일단이 상기 연결부(313)에 고정된 상기 제1접속부(311)는 상기 제1삽입홀(301)의 내부에 타단이 배치될 수 있으며, 일단이 상기 연결부(313)에 고정된 상기 제2접속부(312)는 타단이 상기 제2삽입홀(302)을 관통하여 외주면이 외부로 노출될 수도 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
10 : 연료전지
20 : 저장탱크
30 : 배터리
100 : 연료전지 스택
101 : 단위전지
102 : 집전체
110 : 터미널
200 : 엔드셀 히터
210 : 히터부
211 : 열선
211a : 제1패턴부
211b : 제2패턴부
211c : 안착부
212 : 히터몸체
213 : 지지부
214 : 관통홀
220 : 단열부
230 : 바이패스 플레이트
240 : 제1커넥터
241 : 커넥터몸체
242 : 삽입부
300 : 히터 플레이트
301 : 제1삽입홀
302 : 제2삽입홀
310 : 제2커넥터
311 : 제1접속부
312 : 제2접속부
313 : 연결부
400 : 체결부재

Claims (17)

  1. 연료와 산화제의 전기화학반응에 의해 전기에너지를 발생시키는 복수의 단위전지가 적층된 연료전지 스택;
    복수의 단위전지 중 적층방향의 외곽에 배치된 단위전지에 열을 가하도록, 상기 단위전지로 일면이 대면되도록 배치된 엔드셀 히터; 및
    일면이 상기 엔드셀 히터의 타면과 대면되도록 배치되는 히터 플레이트;
    를 포함하고,
    상기 엔드셀 히터는,
    전력에 의해 열이 발생되는 열선을 포함하는 히터부와, 상기 히터부의 열선과 연결되어 전력을 공급하는 제1커넥터를 포함하되,
    상기 제1커넥터의 일단이 상기 열선과 연결되고 타단이 상기 히터 플레이트가 배치된 방향으로 연장된 것을 특징으로 하는 연료전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 히터 플레이트에는,
    상기 제1커넥터로 전원으로부터 인가된 전력을 공급하는 제2커넥터가 배치되고,
    상기 제2커넥터는,
    상기 제1커넥터의 타단과 결합되는 제1접속부, 전원과 연결되는 제2접속부 및 상기 제1접속부와 제2접속부를 연결하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2커넥터는,
    상기 연결부의 일면이 상기 히터 플레이트와 면접하고
    상기 제1접속부의 일단과 제2접속부의 일단이 상기 연결부에 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 연료전지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2커넥터는,
    상기 연결부가 상기 히터 플레이트의 타면에 접하고,
    상기 제1접속부와 제2접속부가 상기 히터 플레이트를 관통하도록 배치된 것을 특징으로 하는 연료전지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 히터 플레이트에 상기 연결부가 인서트 사출되어 고정되는 것을 특징으로 하는 연료전지.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 히터 플레이트에는 양면으로 관통된 제1삽입홀 및 제2삽입홀이 형성되되,
    상기 제1접속부과 제2접속부가 상기 제1삽입홀 및 제2삽입홀에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 연료전지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1접속부의 타단이 상기 제1삽입홀의 내부에 배치된 것을 특징으로 하는 연료전지.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제2접속부의 타단이 상기 제2삽입홀을 관통하여 외부에 노출되는 것을 특징으로 하는 연료전지.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제2커넥터는 프리몰드(Premold)로 제작되는 것을 특징으로 하는 연료전지.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 엔드셀 히터는 복수의 단위전지 중 적층방향의 양측 외곽에 각각 배치된 단위전지에 열을 가하도록 한 쌍으로 이루어지되,
    한 쌍의 상기 엔드셀 히터 중 적어도 하나의 엔드셀 히터가 상기 제1커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 히터 플레이트는 한 쌍으로 이루어져 한 쌍의 상기 엔드셀 히터와 각각 연결되고,
    한 쌍의 상기 히터 플레이트 중 적어도 하나의 히터 플레이트가 상기 제2커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 히터부는,
    전기 절연 재질로 형성된 히터몸체 상에 상기 열선이 소정 패턴으로 배치되며,
    상기 열선은,
    상기 히터몸체에 배치되되 소정 폭을 가지도록 연장된 제1패턴부와,
    상기 제1패턴부의 양단에 연결되는 한 쌍의 제2패턴부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 히터부는,
    한 쌍의 상기 제2패턴부가 인접하도록 배치되어 상기 제1커넥터의 일단과 연결되는 것을 특징으로 하는 연료전지.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1커넥터는,
    한 쌍의 상기 제2패턴부 사이에 개재되어 상기 제1커넥터와 열선을 전기적으로 연결하는 삽입부를 포함하고,
    상기 히터부는,
    상기 제1커넥터가 삽입되는 방향으로 돌출되어 상기 제1커넥터를 고정하는 지지부를 더 포함하여,
    상기 삽입부와 지지부가 커넥터 보스부를 형성하는 것을 특징으로 하는 연료전지.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 열선은,
    상기 제2패턴부의 폭이 상기 제1패턴부의 폭 보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 연료전지.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 엔드셀 히터는,
    상기 열선에서 발생되는 열이 상기 히터 플레이트로 전도되는 것을 차단하도록 상기 히터부와 히터 플레이트 사이에 배치되는 단열부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 엔드셀 히터는,
    상기 단열부와 상기 히터 플레이트 사이에 배치되어 적어도 하나 이상의 연료 채널 또는 산화제 채널을 포함하는 바이패스 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지.
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