KR20230131426A

KR20230131426A - Fuel cell stack for aligning a plurality of battery cells

Info

Publication number: KR20230131426A
Application number: KR1020220148507A
Authority: KR
Inventors: 장권영; 박재형; 김태훈
Original assignee: 주식회사 시너지
Priority date: 2022-03-04
Filing date: 2022-11-09
Publication date: 2023-09-13
Also published as: KR20230131429A; KR20230131433A; KR20230131432A; KR20230131427A; KR20230131428A; KR20230131430A; KR20230131431A; KR102470689B1

Abstract

본 발명은 복수의 전지셀을 정렬시키기 위한 연료전지 스택에 관한 것으로서, 한 쌍의 관통홀이 형성되며, 적층되는 복수의 전지 셀; 판 형상으로 형성되어 상기 전지 셀 전후 양편에 배치되되, 일면에 상기 전지 셀이 안착되도록 형성된 적층홈 및 상기 관통홀과 대응되는 위치에 형성된 봉홀을 포함하는 한 쌍의 지그 플레이트; 상기 관통홀을 관통하고, 상기 봉홀에 삽입되어 상기 지그 플레이트에 설치되는 지지봉을 포함하는, 복수의 전지셀을 정렬시키기 위한 연료전지 스택을 제공할 수 있다.The present invention relates to a fuel cell stack for aligning a plurality of battery cells, wherein a pair of through holes are formed and a plurality of battery cells are stacked; A pair of jig plates formed in a plate shape and disposed on both sides before and after the battery cells, including a stacking groove formed on one side to seat the battery cells and a rod hole formed at a position corresponding to the through hole; It is possible to provide a fuel cell stack for aligning a plurality of battery cells, including a support rod that penetrates the through hole, is inserted into the rod hole, and is installed on the jig plate.

Description

Fuel cell stack for aligning multiple battery cells {FUEL CELL STACK FOR ALIGNING A PLURALITY OF BATTERY CELLS}

본 발명은 복수의 전지셀을 정렬시키기 위한 연료전지 스택에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전지 셀을 쌓아 스택을 제조할 때, 전지 셀이 정교하고 반듯하게 적층되도록 할 뿐만 아니라 안정적으로 고정되도록 하는, 복수의 전지셀을 정렬시키기 위한 연료전지 스택에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell stack for aligning a plurality of battery cells. More specifically, when manufacturing a stack by stacking battery cells, not only are the battery cells stacked precisely and straightly, but they are also stably fixed. It relates to a fuel cell stack for aligning a plurality of battery cells.

연료전지란 연료와 산화제를 전기화학적으로 반응시켜 전기에너지를 발생시키는 장치로 이 화학반응은 촉매층내에서 촉매에 의하여 이루어지며 일반적으로 연료가 계속적으로 공급되는 한 지속적인 발전이 가능하다.A fuel cell is a device that generates electrical energy by electrochemically reacting fuel and an oxidant. This chemical reaction is carried out by a catalyst within a catalyst layer, and generally, continuous power generation is possible as long as fuel is continuously supplied.

또한, 연료전지는 전해질의 종류 및 작동 온도에 따라 알칼리형(AFC), 고분자 전해질형(PEMFC), 인산형(PAFC), 용융탄산염(MCFC), 고체산화물(SOFC) 연료전지 등으로 구분할 수 있으며, 고분자 전해질형 연료전지는 다시 수소를 연료로 하는 연료전지와 메탄올 액체를 연료로 하는 직접메탄올 연료전지 (DMFC)로 구분할 수 있다.In addition, fuel cells can be classified into alkaline type (AFC), polymer electrolyte type (PEMFC), phosphoric acid type (PAFC), molten carbonate (MCFC), and solid oxide (SOFC) fuel cells depending on the type of electrolyte and operating temperature. , Polymer electrolyte fuel cells can be further divided into fuel cells using hydrogen as fuel and direct methanol fuel cells (DMFC) using methanol liquid as fuel.

이 중, 고분자 전해질(막)형 연료전지(PEMFC ; Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell}는 타 연료전지에 비하여 100℃ 이하의 비교적 낮은 온도에서 작동하고, 빠른 시동 및 응답 특성을 가지고 있어, 자동차용의 이동 전원, 주택 및 공공건물용의 분산 전원, 전자기기용의 소형 전원으로서 그 응용범위가 넓어 활발하게 개발되고 있는 연료전지이다.Among these, polymer electrolyte (membrane) fuel cells (PEMFC; Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell) operate at a relatively low temperature of less than 100°C compared to other fuel cells and have fast start-up and response characteristics, making them suitable for use in automobile mobility. It is a fuel cell that is being actively developed for its wide range of applications as a power source, distributed power source for homes and public buildings, and small power source for electronic devices.

상기 고분자 전해질형 연료전지의 스택은 연료극과 공기극 및 이들 사이의 고분자 전해질막으로 이루어진 막-전극 조합체(MEA; Membrane Electrode Assembly)와 바이폴라플레이트(Bipolar plate)라 불리우는 분리판으로 구성된 전지 셀이 다수 적층되어 이루어진다.The stack of the polymer electrolyte fuel cell is a stack of multiple battery cells composed of a membrane-electrode assembly (MEA) consisting of a fuel electrode, an air electrode, and a polymer electrolyte membrane between them, and a separator plate called a bipolar plate. It is done.

종래의 스택은 연료의 누출을 방지하고 전지로서의 구조를 갖추기 위해 적층되어 있는 다수의 셀들을 하나로 체결 고정시켜야 하며, 이를 위해 통상 접착제를 이용하여 각 구성부를 하나로 접착시키거나 앤드플레이트를 일정 압력으로 눌러 체결하는 방식이 사용된다.In a conventional stack, multiple cells that are stacked must be fastened together to prevent fuel leakage and have a battery structure. To this end, each component is usually glued together using an adhesive or the end plate is pressed with a certain pressure. The fastening method is used.

그런데, 상기한 종래의 구조는 볼트와 너트, 와셔 등의 부품이 많이 들어 원가의 상승을 초래하며, 조립작업과 분해작업에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.However, the above-mentioned conventional structure has a problem in that it requires a lot of parts such as bolts, nuts, and washers, which increases the cost, and requires a lot of time for assembly and disassembly work.

(대한민국) 공개특허공보 제 10-2005-0113712호(Republic of Korea) Public Patent Publication No. 10-2005-0113712

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 전지 셀을 쌓아 스택을 제조할 때, 전지 셀이 정교하고 반듯하게 적층되도록 할 뿐만 아니라, 안정적으로 고정되도록 하는, 복수의 전지셀을 정렬시키기 위한 연료전지 스택을 제공하는데 목적이 있다.Therefore, in order to solve the above problems, the present invention not only allows the battery cells to be stacked precisely and straightly when manufacturing a stack by stacking battery cells, but also to align a plurality of battery cells so that they are stably fixed. The purpose is to provide a fuel cell stack.

본 발명의 일 측면에 따른 복수의 전지셀을 정렬시키기 위한 연료전지 스택은, 한 쌍의 관통홀이 형성되며, 적층되는 복수의 전지 셀, 판 형상으로 형성되어 상기 전지 셀 전후 양편에 배치되되, 일면에 상기 전지 셀이 안착되도록 형성된 적층홈 및 상기 관통홀과 대응되는 위치에 형성된 봉홀을 포함하는 한 쌍의 지그 플레이트, 상기 관통홀을 관통하고, 상기 봉홀에 삽입되어 상기 지그 플레이트에 설치되는 지지봉을 포함하는 연료전지 스택이고, 상기 연료전지 스택은, 상기 한 쌍의 지그 플레이트 사이에 설치되어 복수의 전지 셀을 정렬시키는 정렬보조부를 더 포함하고, 상기 정렬보조부는, 상기 지그 플레이트에 정후면으로 관통되게 형성되되, 각 둘레면을 따라 길이를 가지도록 형성된 이동홀 및 상기 한 쌍의 지그 플레이트의 이동홀에 설치되어, 상기 전지 셀과 접하면서 상기 이동홀을 따라 이동하여 복수의 전지 셀을 정렬시키는 정렬부를 포함하고, 상기 정렬부는, 상기 이동홀에 삽입되어 상기 이동홀을 따라 이동하는 이동바, 상기 전지 셀과 접하여 정렬시키는 정렬판 및 상기 이동바와 정렬판 사이에 형성되어, 상기 정렬판에 탄성을 부여하는 탄성부재를 포함한다.A fuel cell stack for aligning a plurality of battery cells according to an aspect of the present invention includes a pair of through holes, a plurality of stacked battery cells, formed in a plate shape, and disposed on both sides of the battery cells before and after, A pair of jig plates including a stacking groove formed on one side to seat the battery cell and a rod hole formed at a position corresponding to the through hole, a support rod passing through the through hole, inserted into the rod hole, and installed on the jig plate. A fuel cell stack comprising a fuel cell stack, the fuel cell stack further comprising an alignment auxiliary portion installed between the pair of jig plates to align a plurality of battery cells, the alignment auxiliary portion facing the jig plate to the front and rear sides. It is formed to penetrate and is installed in the moving hole formed to have a length along each peripheral surface and the moving hole of the pair of jig plates, and moves along the moving hole while contacting the battery cell to align a plurality of battery cells. It includes an alignment part that is inserted into the movement hole and moves along the movement hole, an alignment plate that is in contact with and aligns the battery cell, and is formed between the movement bar and the alignment plate, and is positioned on the alignment plate. It includes an elastic member that provides elasticity.

본 발명에 의하면 복수의 전지셀을 정렬시키기 위한 연료전지 스택은 전지 셀이 정교하고 반듯하게 적층되도록 할 뿐만 아니라, 안정적으로 고정되도록 하는 장점이 있다.According to the present invention, the fuel cell stack for aligning a plurality of battery cells has the advantage of not only allowing the battery cells to be stacked precisely and straightly, but also stably fixing them.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택을 도시한 사시도.
도 2는 도 1의 스택을 분리한 분리 사시도.
도 3은 도 2의 지그 플레이트를 도시한 정면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택에 벨트부가 설치된 모습을 도시한 사시도.
도 5는 도 4의 벨트부가 분리된 모습을 도시한 사시도.
도 6은 도 4에 가압부가 설치된 모습을 도시한 사시도.
도 7은 도 6의 가압부가 분리된 모습을 도시한 사시도.
도 8은 도 7의 측면도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택에 보조부재가 설치된 모습 도시한 배면 사시도.
도 10a 내지 10c는 보조부재의 작동을 순차적으로 도시한 사시도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택에 정렬보조부가 형성된 모습을 도시한 사시도.
도 12는 도 11의 측면도.1 is a perspective view showing a fuel cell stack according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an exploded perspective view of the stack of Figure 1.
Figure 3 is a front view showing the jig plate of Figure 2.
Figure 4 is a perspective view showing a belt unit installed in a fuel cell stack according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a perspective view showing the belt part of Figure 4 separated.
Figure 6 is a perspective view showing the pressurizing part installed in Figure 4.
Figure 7 is a perspective view showing the pressing part of Figure 6 separated.
Figure 8 is a side view of Figure 7.
Figure 9 is a rear perspective view showing an auxiliary member installed in a fuel cell stack according to an embodiment of the present invention.
Figures 10a to 10c are perspective views sequentially showing the operation of auxiliary members.
Figure 11 is a perspective view showing an alignment auxiliary part formed in a fuel cell stack according to an embodiment of the present invention.
Figure 12 is a side view of Figure 11.

이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the description of the present invention with reference to the drawings is not limited to specific embodiments, and various changes may be made and various embodiments may be possible. In addition, the content described below should be understood to include all conversions, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.In the following description, the terms first, second, etc. are terms used to describe various components, and their meaning is not limited, and is used only for the purpose of distinguishing one component from other components.

본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.Like reference numerals used throughout this specification refer to like elements.

본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.As used herein, singular expressions include plural expressions, unless the context clearly dictates otherwise. In addition, terms such as “comprise,” “provide,” or “have” used below are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or a combination thereof described in the specification. It should be construed and understood as not precluding the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도 1 내지 11을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying FIGS. 1 to 11.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 스택을 분리한 분리 사시도이고, 도 3은 도 2의 지그 플레이트를 도시한 정면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택에 벨트부가 설치된 모습을 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4의 벨트부가 분리된 모습을 도시한 사시도이고, 도 6은 도 4에 가압부가 설치된 모습을 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6의 가압부가 분리된 모습을 도시한 사시도이고, 도 8은 도 7의 측면도이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택에 보조부재가 설치된 모습 도시한 배면 사시도이고, 도 10a 내지 10c는 보조부재의 작동을 순차적으로 도시한 사시도이고, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택에 정렬보조부가 형성된 모습을 도시한 사시도이며, 도 12는 도 11의 측면도이다.FIG. 1 is a perspective view showing a fuel cell stack according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of the stack of FIG. 1, FIG. 3 is a front view showing the jig plate of FIG. 2, and FIG. 4 is a front view showing the jig plate of FIG. It is a perspective view showing the belt part installed in the fuel cell stack according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a perspective view showing the belt part of Figure 4 separated, and Figure 6 shows the pressurizing part installed in Figure 4. It is a perspective view, FIG. 7 is a perspective view showing the pressurizing part of FIG. 6 separated, FIG. 8 is a side view of FIG. 7, and FIG. 9 shows an auxiliary member installed in the fuel cell stack according to an embodiment of the present invention. It is a rear perspective view, Figures 10a to 10c are perspective views sequentially showing the operation of the auxiliary members, Figure 11 is a perspective view showing the alignment auxiliary part formed in the fuel cell stack according to an embodiment of the present invention, and Figure 12 is It is a side view of Figure 11.

본 설명에 앞서, 연료전지란 고분자 전해질 연료전지(PEMFC, Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)로 작동온도가 평균 80인 저온 연료전지로서, 기본적으로 산소와 수소로 작동하며, 이산화물을 함유한, 수소가 풍부한 개질 기체와 공기 중의 산소를 이용하여 작동시킬 수도 있다. 이에 한정되지는 않는다.Prior to this explanation, a fuel cell is a polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) with an average operating temperature of 80°C. It is a low-temperature fuel cell that basically operates with oxygen and hydrogen, and can also be operated using hydrogen-rich reformed gas containing dioxide and oxygen in the air. It is not limited to this.

도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택(1)은 복수의 전지 셀(10)을 직렬로 연결하여 일체로 구성된 것으로, 전지 셀(10)을 포함하고, 복수의 전지 셀(10)의 정렬을 위한 지그 플레이트(20) 및 지지봉(30)을 더 포함할 수 있다.Referring to Figures 1 to 3, the fuel cell stack 1 according to an embodiment of the present invention is integrated by connecting a plurality of battery cells 10 in series, includes a battery cell 10, and a plurality of battery cells 10. It may further include a jig plate 20 and a support rod 30 for aligning the battery cells 10.

여기서 전지 셀(10)은 양극판, 냉각수 가스켓, MEA(Membrane-Electrode-Assembly, 박막-전극-어셈블리), 분리판, 등을 포함하고, 상기 MEA는 가스확산층(GDL, Gas Diffusion Layer), 촉매층, PEM (Proton Exchange Membrane), 촉매층, 가스확산층으로 구성될 수 있다. 이러한 전지 셀(10)에 대해서는 이미 널리 공지된 기술이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.Here, the battery cell 10 includes a positive plate, a coolant gasket, an MEA (Membrane-Electrode-Assembly), a separator plate, etc., and the MEA includes a gas diffusion layer (GDL), a catalyst layer, It can be composed of PEM (Proton Exchange Membrane), catalyst layer, and gas diffusion layer. Since this battery cell 10 is already a widely known technology, detailed description will be omitted.

본 발명에서 전지 셀(10)은 지지봉(30)이 통과할 수 있는 관통홀(11)이 형성되어 있어, 지지봉(30)에 의해 복수의 전지 셀(10)이 일체로 연결되어, 한 쌍의 지그 플레이트(20) 사이에 정렬될 수 있다.In the present invention, the battery cell 10 is formed with a through hole 11 through which the support rod 30 can pass, so that a plurality of battery cells 10 are integrally connected by the support rod 30, forming a pair. It can be aligned between jig plates (20).

지그 플레이트(20)는 복수의 전지 셀(10)을 직렬로 용이하게 적층시킬 수 있도록 하는 것으로, 한 쌍으로 이루어질 수 있으며, 일정 두께를 가지는 판 형상으로 형성되고, 일면에 전지 셀(10)의 형상에 대응되는 형태로 형성되어 전지 셀(10)을 수용할 수 있는 적층홈(28)이 형성될 수 있다.The jig plate 20 allows a plurality of battery cells 10 to be easily stacked in series. It can be formed as a pair, and is formed in a plate shape with a certain thickness, and has the battery cells 10 on one side. A stacking groove 28 capable of accommodating the battery cell 10 may be formed in a shape corresponding to the shape.

또한 지그 플레이트(20)는 봉홀(21)을 포함할 수 있다.Additionally, the jig plate 20 may include a rod hole 21.

봉홀(21)은 지그 플레이트(20) 중심을 기준으로 대칭되게 형성되어 지지봉(30)이 삽입될 수 있다. 이때, 봉홀(21)은 도 3에 도시된 바와 같이, 지그 플레이트(20) 중심을 기준으로 사선방향으로 대칭된 위치에 배치될 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.The rod hole 21 is formed symmetrically with respect to the center of the jig plate 20 so that the support rod 30 can be inserted. At this time, as shown in FIG. 3, the rod hole 21 may be disposed in a diagonally symmetrical position with respect to the center of the jig plate 20, but is not limited thereto.

한편, 한 쌍의 지그 플레이트(20) 중 하나의 지그 플레이트(20)의 봉홀(21)은 홈의 형태로 대체되고, 나머지 하나의 지그 플레이트(20)의 봉홀(21)만 홀 형태로 형성될 수도 있는데, 이는 지지봉(30)이 지그 플레이트(20)를 관통하여 연료전지 스택(1)의 결합이 흐트러지는 것을 방지하도록 하기 위한 것이다.Meanwhile, the rod hole 21 of one of the pair of jig plates 20 is replaced in the form of a groove, and only the rod hole 21 of the other jig plate 20 is formed in the shape of a hole. This is to prevent the support rod 30 from penetrating the jig plate 20 and causing the fuel cell stack 1 to be uncoupled.

또한 지그 플레이트(20)는 공기출입홀(22), 연료출입홀(23) 및 냉각수출입홀(24)을 더 포함할 수 있다. 이는 전지 셀(10)에서 전기를 생성하기 위해서는 공기, 연료, 냉각수 등을 필요로 하기 때문에, 이를 공급하는 공기유로, 연료유로, 냉각수유로 등을 설치하기 위해 형성된 구성들이라고 할 수 있다.Additionally, the jig plate 20 may further include an air inlet/outlet hole 22, a fuel in/out hole 23, and a coolant in/out hole 24. Since air, fuel, coolant, etc. are required to generate electricity in the battery cell 10, these can be said to be configurations formed to install air passages, fuel passages, coolant passages, etc. that supply them.

공기출입홀(22)은 지그 플레이트(20)에 형성되어, 전지 셀(10)에 공기 공급이 이루어질 수 있도록 공기를 공급하는 공기유로가 설치될 수 있다. 공기출입홀(22)은 공기유입홀, 공기배출홀로 구성될 수 있다.The air inlet hole 22 is formed in the jig plate 20, and an air flow path for supplying air can be installed so that air can be supplied to the battery cell 10. The air inlet hole 22 may be composed of an air inlet hole and an air outlet hole.

연료출입홀(23)은 지그 플레이트(20)에 형성되어 전지 셀(10)에 연료(수소) 공급이 이루어지도록 연료를 공급하는 연료유로가 설치될 수 있으며, 연료유입홀, 연료배출홀로 구성될 수 있다.The fuel inlet hole 23 is formed in the jig plate 20, and a fuel flow path for supplying fuel can be installed so that fuel (hydrogen) is supplied to the battery cell 10, and is composed of a fuel inlet hole and a fuel outlet hole. You can.

냉각수출입홀(24)은 지그 플레이트(20)에 형성되어 전지 셀(10)에 냉각수 공급이 이루어지도록 냉각수를 공급하는 냉각수유로가 설치될 수 있으며, 냉각수유입홀, 냉각수배출홀로 구성될 수 있다.The coolant inlet/outlet hole 24 may be formed in the jig plate 20 and may be installed with a coolant flow path for supplying coolant to the battery cell 10, and may be composed of a coolant inlet hole and a coolant discharge hole.

지지봉(30)은 얇은 봉 형태로 형성되어 한 쌍의 지그 플레이트(20)의 봉홀(21)에 삽입되어, 한 쌍의 지그 플레이트(20)를 연결할 수 있다. The support rod 30 is formed in the form of a thin rod and is inserted into the rod hole 21 of the pair of jig plates 20 to connect the pair of jig plates 20.

또한 지지봉(30)은 전지 셀(10)이 통과되어 한 쌍의 지그 플레이트(20) 사이에 적층되도록 하며, 전지 셀(10)의 위치를 고정하여 복수의 전지 셀(10)이 정렬되도록 할 수 있다.In addition, the support rod 30 allows the battery cells 10 to pass through and be stacked between a pair of jig plates 20, and can fix the position of the battery cells 10 so that the plurality of battery cells 10 are aligned. there is.

또한 지지봉(30)의 길이는 지그 플레이트(20)의 두께와 일체로 연결된 복수의 전지 셀(10)의 두께를 합한 두께와 동일하거나 그 보다 짧게 형성되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the length of the support rod 30 is equal to or shorter than the combined thickness of the jig plate 20 and the thickness of the plurality of battery cells 10 integrally connected.

도 4 내지 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택(1)은 벨트부(40)를 더 포함하고, 지그 플레이트(20)는 고정홈(25)을 더 포함할 수 있다.Referring to Figures 4 and 5, the fuel cell stack 1 according to an embodiment of the present invention may further include a belt portion 40, and the jig plate 20 may further include a fixing groove 25.

벨트부(40)는 한 쌍의 지그 플레이트(20)를 연결하도록 형성된 것으로, 벨트부재(41) 및 고리부재(42)를 포함할 수 있다.The belt portion 40 is formed to connect a pair of jig plates 20 and may include a belt member 41 and a ring member 42.

먼저, 벨트부재(41)는 전후방향으로 길이를 가지며 형성될 수 있으며, 탄성이 있는 재질로 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않는다.First, the belt member 41 may be formed to have a length in the front-to-back direction, and is preferably made of an elastic material, but is not limited thereto.

이때, 벨트부재(41)는 한 쌍의 지그 플레이트(20)를 보다 안정적으로 연결할 뿐만 아니라, 연료전지 스택(1)의 밀착성을 향상시킬 수 있도록 지그 플레이트(20) 사이의 거리보다 다소 짧게 형성되는 것이 바람직하다.At this time, the belt member 41 is formed to be somewhat shorter than the distance between the jig plates 20 so as to more stably connect the pair of jig plates 20 and improve the adhesion of the fuel cell stack 1. It is desirable.

고리부재(42)는 벨트부재(41) 양 끝단에 형성되되, 내면이 개방된 'ㄷ'자 형태로 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 않고 다양한 형태로 형성될 수 있다.The ring member 42 is formed at both ends of the belt member 41, and may be formed in a 'ㄷ' shape with an open inner surface, but is not limited to this and may be formed in various shapes.

고정홈(25)은 지그 플레이트(20)의 외면 양측 모서리에 형성되되, 고리부재(42)가 삽입되어 고정되는 형태로 형성될 수 있다.The fixing grooves 25 are formed on both edges of the outer surface of the jig plate 20, and can be formed in such a way that the ring member 42 is inserted and fixed.

도 6 내지 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택(1)은 보조 플레이트(51) 및 스프링부(52)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 6 to 8 , the fuel cell stack 1 according to an embodiment of the present invention may further include an auxiliary plate 51 and a spring portion 52.

보조 플레이트(51)는 지그 플레이트(20)로부터 외측으로 일정간격 이격되도록 형성되되 벨트부(40)가 연결되도록 양측에 고리홀(510)이 형성될 수 있다.The auxiliary plate 51 is formed to be spaced outward from the jig plate 20 at a certain distance, and ring holes 510 may be formed on both sides to connect the belt portion 40.

보다 구체적으로, 고리홀(510)은 고리부재(42)가 끼워질 수 있도록 고리부재(42)의 형태에 맞게 형성되는 것이 바람직하다.More specifically, the ring hole 510 is preferably formed to fit the shape of the ring member 42 so that the ring member 42 can be inserted.

스프링부(52)는 지그 플레이트(20)와 보조 플레이트(51)사이에 다수 개가 형성될 수 있으며, 스프링판(520) 및 스프링(521)을 포함할 수 있다.A plurality of spring parts 52 may be formed between the jig plate 20 and the auxiliary plate 51, and may include a spring plate 520 and a spring 521.

스프링판(520)은 판 형태로 형성되어 지그 플레이트(20)와 보조 플레이트(51)에 서로 마주보도록 형성될 수 있다. 스프링(521)은 지그 플레이트(20)와 보조 플레이트(51)에 형성된 스프링판(520)을 연결하도록 형성될 수 있다.The spring plate 520 may be formed in a plate shape so that the jig plate 20 and the auxiliary plate 51 face each other. The spring 521 may be formed to connect the spring plate 520 formed on the jig plate 20 and the auxiliary plate 51.

이처럼, 벨트부(40)를 설치함에 따라 한 쌍의 지그 플레이트(20)를 안정적으로 고정되도록 할 뿐만 아니라, 보조 플레이트(51) 및 스프링(521)을 통해 보다 더 연료전지 스택(1)의 결합성을 높일 수 있는 장점이 있다.In this way, by installing the belt portion 40, the pair of jig plates 20 are not only stably fixed, but also the fuel cell stack 1 is further connected through the auxiliary plate 51 and spring 521. It has the advantage of increasing gender.

도 9 내지 10을 참조하면, 연료전지 스택(1)은 보조부재(60)를 더 포함하고, 지그 플레이트(20)는 보조부재설치홀(26) 및 보조부재고정홈(27)을 더 포함할 수 있다.9 to 10, the fuel cell stack 1 further includes an auxiliary member 60, and the jig plate 20 may further include an auxiliary member installation hole 26 and an auxiliary member fixing groove 27. there is.

보조부재(60)의 설명의 편의를 위해, 보조부재설치홀(26)과 보조부재고정홈(27)에 대해 먼저 설명하고자 한다.For convenience of explanation of the auxiliary member 60, the auxiliary member installation hole 26 and the auxiliary member fixing groove 27 will be described first.

보조부재설치홀(26)은 지그 플레이트(20)에 정후면으로 관통되게 형성되되, 각 둘레면을 따라 길이를 가지도록 형성될 수 있다. 이에 한 쌍의 지그 플레이트(20)의 보조부재설치홀(26)에 하나의 보조부재(60)가 통과하여 설치될 수 있다.The auxiliary member installation hole 26 is formed to penetrate the jig plate 20 at the front and rear surfaces, and may be formed to have a length along each peripheral surface. Accordingly, one auxiliary member 60 can be installed by passing through the auxiliary member installation hole 26 of the pair of jig plates 20.

보조부재고정홈(27)은 지그 플레이트(20)의 각 둘레면에 길이방향을 따라 일정간격 이격되어 형성될 수 있다. 또한 보조부재고정홈(27)은 외측으로 개구되어 있음에 따라, 보조부재설치홀(26)을 통과하여 꺾인 보조부재(60)가 안착되어 고정될 수 있다.The auxiliary member fixing grooves 27 may be formed on each peripheral surface of the jig plate 20 at regular intervals along the longitudinal direction. In addition, since the auxiliary member fixing groove 27 is open outward, the auxiliary member 60 bent through the auxiliary member installation hole 26 can be seated and fixed.

또한 보조부재설치홀(26)은 상면에 길이방향을 따라 일정간격 이격되게 형성된 보조부재안착홈(260)을 포함할 수 있다. 이때, 보조부재안착홈(260)은 보조부재고정홈(27)과 대응되는 위치에 형성될 수 있다. Additionally, the auxiliary member installation hole 26 may include auxiliary member seating grooves 260 formed on the upper surface at regular intervals along the longitudinal direction. At this time, the auxiliary member seating groove 260 may be formed at a position corresponding to the auxiliary member fixing groove 27.

보조부재(60)는 한 쌍의 지그 플레이트(20) 사이에 하나 이상이 설치되어, 사이에 복수의 전지 셀(10)이 적층되어 있는 한 쌍의 지그 플레이트(20)를 고정시키며, 전지 셀(10)과 접하여 방열 효과를 나타낼 수 있다.One or more auxiliary members 60 are installed between a pair of jig plates 20 to fix a pair of jig plates 20 with a plurality of battery cells 10 stacked therebetween, and the battery cells ( 10) It can exhibit a heat dissipation effect by coming into contact with it.

이를 위해, 보조부재(60)는 유연성이 있되 방열 효과를 나타낼 수 있는 알루미늄 등으로 형성될 수 있다.For this purpose, the auxiliary member 60 may be formed of aluminum, etc., which is flexible and can exhibit a heat dissipation effect.

또한 보조부재(60)는 바 형상으로 형성된 보조부재몸체(61) 및 보조부재몸체(61)의 일단에 형성되어 보조부재설치홀(26)에서 이탈을 방지하는 부재고정부(62)를 포함할 수 있다.In addition, the auxiliary member 60 may include an auxiliary member body 61 formed in a bar shape and a member fixing part 62 formed at one end of the auxiliary member body 61 to prevent the auxiliary member from being removed from the installation hole 26. there is.

부재고정부(62)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 보조부재설치홀(26)을 통과하지 못하도록 보조부재설치홀(26) 보다 크게 형성되어, 보조부재(60)를 보조부재설치홀(26)에 통과시킬 시 부재고정부(62)에 의해 더 이상 이동되지 않고 일단의 위치가 고정되도록 할 수 있다.As shown in FIG. 9, the member fixing part 62 is formed larger than the auxiliary member installation hole 26 to prevent it from passing through the auxiliary member installation hole 26, so that the auxiliary member 60 can be inserted into the auxiliary member installation hole 26. When passing, the position of the member can be fixed without further movement by the member fixing part 62.

도 10을 참조하여, 보조부재(60)의 작동에 대해 구체적으로 설명하고자 한다.Referring to FIG. 10, the operation of the auxiliary member 60 will be described in detail.

먼저, 도 10a는 보조부재(60)가 지그 플레이트(20)에 설치되기 전 상태이다.First, Figure 10a shows the state before the auxiliary member 60 is installed on the jig plate 20.

도 10b는 후측의 지그 플레이트(20)에 보조부재몸체(61)를 후측에서 전측방향으로 삽입한 상태로, 도 9와 같이 부재고정부(62)가 보조부재설치홀(26)을 통과하지 못하고 고정될 수 있다.Figure 10b shows the auxiliary member body 61 inserted into the rear jig plate 20 from the rear to the front, and as shown in Figure 9, the member fixing part 62 does not pass through the auxiliary member installation hole 26 and is fixed. It can be.

마지막으로, 도 10c과 같이 유연성을 가지는 보조부재(60)는 보조부재설치홀(26)을 통과한 후 타단측을 지그 플레이트(20)에 맞춰 상측으로 굴곡시켜 보조부재고정홈(27)에 안착 시킴에 따라 고정될 수 있다. 이에 한 쌍의 지그 플레이트(20)를 연결시키며 고정시킬 수 있다.Finally, as shown in Figure 10c, the flexible auxiliary member 60 passes through the auxiliary member installation hole 26 and then bends the other end upward in line with the jig plate 20 to settle in the auxiliary member fixing groove 27. It can be fixed according to . Accordingly, a pair of jig plates 20 can be connected and fixed.

이처럼, 보조부재(60)를 보조부재안착홈(260)에 먼저 안착시키고 보조부재(60)를 굴곡시켜 보조부재고정홈(27)에 고정시킴으로써, 보조부재(60)의 흔들림을 방지하여 고정력을 보다 향상시킬 수 있다.In this way, the auxiliary member 60 is first seated in the auxiliary member seating groove 260, and the auxiliary member 60 is bent and fixed in the auxiliary member fixing groove 27, thereby preventing the auxiliary member 60 from shaking and increasing the fixing force. It can be improved further.

이와 같이 하나 이상의 보조부재(60)를 설치함에 따라 연료전지 스택(1)의 결합성을 높일 수 있으며, 전지 셀을 효과적을 냉각시킬 수 있다.By installing one or more auxiliary members 60 in this way, the coupling of the fuel cell stack 1 can be improved and the battery cells can be cooled effectively.

도 11 및 12를 참조하면, 연료전지 스택(1)은 정렬보조부(70)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 11 and 12 , the fuel cell stack 1 may further include an alignment assistant 70.

정렬보조부(70)는 한 쌍의 지그 플레이트(20) 사이에 설치되어 복수의 전지 셀(10)을 정렬시킬 수 있다.The alignment auxiliary unit 70 may be installed between a pair of jig plates 20 to align the plurality of battery cells 10.

구체적으로, 정렬보조부(70)는 이동홀(71) 및 정렬부(72)를 포함할 수 있다.Specifically, the alignment auxiliary unit 70 may include a moving hole 71 and an alignment unit 72.

이동홀(71)은 지그 플레이트(20)에 정후면으로 관통되게 형성되되, 각 둘레면을 따라 길이를 가지도록 형성될 수 있다. 이에 정렬부(72)가 이동홀(71)을 따라 이동할 수 있어, 복수의 전지 셀(10)의 면을 정렬시킬 수 있다.The moving hole 71 is formed to penetrate the jig plate 20 at the front and rear surfaces, and may be formed to have a length along each peripheral surface. Accordingly, the alignment unit 72 can move along the moving hole 71, thereby aligning the surfaces of the plurality of battery cells 10.

정렬부(72)는 한 쌍의 지그 플레이트(20)의 이동홀(71)에 설치되어, 전지 셀(10)과 접하면서 이동홀(71)을 따라 이동하여 복수의 전지 셀(10)을 정렬시킬 수 있다.The alignment unit 72 is installed in the moving hole 71 of the pair of jig plates 20, and moves along the moving hole 71 while contacting the battery cells 10 to align the plurality of battery cells 10. You can do it.

이러한 정렬부(72)는 이동바(72a), 정렬판(72b) 및 탄성부재(72c)를 포함할 수 있다.This alignment unit 72 may include a moving bar 72a, an alignment plate 72b, and an elastic member 72c.

이동바(72a)는 바 형상으로 형성되어 한 쌍의 지그 플레이트(20)에서 대칭되는 이동홀(71)에 일단과 타단이 각각 삽입되어 이동홀(71)을 따라 이동할 수 있다.The movable bar 72a is formed in a bar shape, and one end and the other end are respectively inserted into the symmetrical movable holes 71 in a pair of jig plates 20, so that the movable bar 72a can move along the movable holes 71.

정렬판(72b)은 정후방향으로 길이를 가지는 판 형태로 형성되어, 전지 셀(10)과 접하여 정렬시킬 수 있다.The alignment plate 72b is formed in a plate shape with a length in the forward-backward direction, and can be aligned in contact with the battery cell 10.

탄성부재(72c)는 이동바(72a)와 정렬판(72b) 사이에 형성되어, 정렬판(72b)에 탄성을 부여하는 것으로, 정렬판(72b)이 전지 셀에 압력을 가할 수 있도록 한다.The elastic member 72c is formed between the moving bar 72a and the alignment plate 72b, and provides elasticity to the alignment plate 72b, allowing the alignment plate 72b to apply pressure to the battery cell.

이와 같이 구성된 정렬보조부(70)를 통해 복수의 전지 셀(10)을 보다 가지런히 정렬시킬 수 있다.The plurality of battery cells 10 can be aligned more neatly through the alignment auxiliary unit 70 configured in this way.

이상에서 설명하는 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경하여 구현할 수 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.The embodiments of the present invention described above can be implemented with various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention, and such implementation can be realized by an expert in the technical field to which the present invention belongs based on the description of the above-described embodiments. It is easy to implement.

1: 연료전지 스택
10: 전지 셀
11: 관통홀
20: 지그 플레이트
21: 봉홀
22: 공기출입홀
23: 연료출입홀
24: 냉각수출입홀
25: 고정홈
26: 보조부재설치홀
260: 보조부재안착홈
27: 보조부재고정홈
28: 적층홈
30: 지지봉
40: 벨트부
41: 벨트부재
42: 고리부재
51: 보조 플레이트
510: 고리홀
52: 스프링부
520: 스프링판
521: 스프링
60: 보조부재
61: 보조부재몸체
62: 부재고정부
70: 정렬보조부
71: 이동홀
72: 정렬부
72a: 이동바
72b: 정렬판
72c: 탄성부재1: Fuel cell stack
10: battery cell
11: Through hole
20: Jig plate
21: Bonhol
22: Air entrance hole
23: Fuel entrance hall
24: Cooling water entry/exit hole
25: Fixed groove
26: Auxiliary member installation hole
260: Auxiliary member seating groove
27: Auxiliary member fixing groove
28: Laminated groove
30: support rod
40: Belt part
41: Belt member
42: Ring member
51: Auxiliary plate
510: Ring hole
52: spring part
520: Spring plate
521: spring
60: Auxiliary member
61: Auxiliary member body
62: Member fixing part
70: Alignment auxiliary unit
71: Mobile Hall
72: Alignment section
72a: moving bar
72b: alignment plate
72c: Elastic member

Claims

A pair of through holes are formed and a plurality of battery cells are stacked;
A pair of jig plates formed in a plate shape and disposed on both sides before and after the battery cells, including a stacking groove formed on one side to seat the battery cells and a rod hole formed at a position corresponding to the through hole;
A fuel cell stack including a support rod that penetrates the through hole, is inserted into the rod hole, and is installed on the jig plate,
The fuel cell stack is,
It further includes an alignment auxiliary unit installed between the pair of jig plates to align the plurality of battery cells,
The alignment auxiliary unit,
A moving hole formed to penetrate the jig plate at the front and rear surfaces and have a length along each circumferential surface, and
An alignment unit installed in the moving hole of the pair of jig plates and moving along the moving hole while contacting the battery cells to align a plurality of battery cells,
The sorting unit,
a moving bar inserted into the moving hole and moving along the moving hole;
An alignment plate that is in contact with and aligns the battery cells, and
A fuel cell stack including an elastic member formed between the moving bar and the alignment plate to provide elasticity to the alignment plate.