WO2008139988A1 - 燃料電池用スタックおよび燃料電池搭載車両 - Google Patents

燃料電池用スタックおよび燃料電池搭載車両 Download PDF

Info

Publication number
WO2008139988A1
WO2008139988A1 PCT/JP2008/058459 JP2008058459W WO2008139988A1 WO 2008139988 A1 WO2008139988 A1 WO 2008139988A1 JP 2008058459 W JP2008058459 W JP 2008058459W WO 2008139988 A1 WO2008139988 A1 WO 2008139988A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fuel cell
cell stack
laminate
suppressing member
play
Prior art date
Application number
PCT/JP2008/058459
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Norihiko Saito
Original Assignee
Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha filed Critical Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority to DE112008001028.5T priority Critical patent/DE112008001028B4/de
Priority to CN200880013751XA priority patent/CN101669244B/zh
Priority to US12/597,265 priority patent/US8318372B2/en
Publication of WO2008139988A1 publication Critical patent/WO2008139988A1/ja

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
    • H01M8/247—Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
    • H01M8/247—Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
    • H01M8/2475—Enclosures, casings or containers of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
    • H01M8/247—Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
    • H01M8/248—Means for compression of the fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Definitions

  • the present invention relates to a fuel cell stack.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a technique for enhancing resistance to an inertial load in an in-plane direction perpendicular to the stacking direction with a simple configuration in a fuel cell stack. With the goal.
  • the present invention provides a fuel cell stack. This fuel cell stack
  • a deviation restraining member extending in the laminating direction of the laminate and fastened to the pair of end play rods;
  • a deformable intermediate member disposed between the laminate and the displacement suppressing member over the two or more play rods
  • At least one of the two or more play rods and the deviation suppressing member has a concavo-convex shape formed on at least a part of a surface in contact with the intermediate material.
  • a deformable intermediate material is disposed between the laminate and the deviation suppressing member over two or more plates, and at least one of the two or more plates and the deviation suppressing member is disposed.
  • deformation of the “intermediate material” includes (1) elastic deformation when pressing the play misalignment suppressing member when the intermediate material is an elastic material such as urethane sheet or rubber, and (2) Various deformations are included, such as deformation before curing when the intermediate material is a curable material such as resin or adhesive.
  • a laminated body in which a plurality of plates having the function of at least one of a power generator and a separator is laminated means, for example, “a player having a function of a power generator and a plate having a function of a separator”. From the both ends of a plate that has the function of a power generator, or a laminate that has multiple functions of a power generator and a separator. It includes various forms such as “a laminated body in which a plurality of play baskets sandwiched by two play boards having the function of a separate evening” are stacked. In the fuel cell stack,
  • a fastening member that compresses and urges the pair of end braces in the stacking direction at both ends of the stack in the stacking direction;
  • the fastening member and the deviation suppressing member may be structurally integrated. In this way, the rigidity of the displacement suppressing member can be further increased by the structural integration of the fastening member and the displacement suppressing member.
  • the fuel cell stack In the fuel cell stack,
  • the intermediate material is an elastic body
  • the deviation suppressing member may compress and urge the laminate in a direction perpendicular to the lamination direction. In this way, the fitting state can be easily reproduced, so that it is possible to improve the assemblability and reusability.
  • the fuel cell stack In the fuel cell stack,
  • the belt includes a belt-shaped member that covers the periphery of the stacked body and the displacement suppressing member with the stacking direction as an axis and that is closed and that compresses and biases the displacement suppressing member from the outer peripheral side of the stacked body.
  • the present invention can also be realized as a vehicle equipped with a fuel cell. Vehicles equipped with this fuel cell
  • the fuel cell stack comprises:
  • a deformable intermediate member disposed between the laminate and the misalignment suppressing member over the two or more play plates;
  • At least one of the two or more play rods and the deviation suppressing member has a concavo-convex shape formed on at least a part of a surface in contact with the intermediate material.
  • the present invention can be realized in various other modes such as a fuel cell, a fuel cell stack manufacturing method, and the like. Brief Description of Drawings
  • FIG. 1A is an explanatory diagram showing the configuration of a vehicle as an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is an explanatory diagram showing the configuration of the fuel cell stack 100 h as an intermediate product in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing the configuration of the fuel cell stack 100 of the first embodiment.
  • FIG. 4 is an explanatory view showing a cross section AA of the fuel cell stack 100 of the first embodiment.
  • FIG. 5 is an explanatory view showing the configuration of the fuel cell stack 100 a before assembly in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an explanatory view showing a state in which the displacement suppressing member 20 0 a of the second embodiment and the two studs 1 2 1 a are combined and structurally integrated.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing the configuration of the assembled fuel cell stack 100 a in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an explanatory view showing a state in which the deviation suppressing member 2 0 0 b and the two studs 1 2 1 a according to a modification of the second embodiment are combined and structurally integrated.
  • FIG. 1A is an explanatory diagram showing the configuration of a vehicle equipped with a fuel cell stack as an embodiment of the present invention.
  • this vehicle 3 0 0 is composed of a fuel cell stack 1 0 0, a motor 3 3 0 as a drive source of the vehicle 3 0 0, and a motor 3 3 using electric power obtained from the fuel cell stack 1 0 0.
  • a drive circuit 3 4 0 for driving 30 is provided. The power from the motor 3 3 0 is transmitted to the pair of driving wheels 3 1 0 via the gear box 3 2 0.
  • Mo-E 3 3 0 is a three-phase motor using permanent magnets, and the drive circuit 3 4 0 is obtained by switching the direct current obtained from the fuel cell stack 1 0 0 by a switching element (not shown).
  • FIG. 1B is an explanatory view showing a state in the middle of assembling the fuel cell stack 100 in the example.
  • the actual fuel cell stack 10 0 0 is assembled with a displacement suppression member 2 0 0 described later.
  • a fuel cell stack hereinafter referred to as a fuel cell stack 100 0 h as an intermediate product
  • a fuel cell stack 100 0 h as an intermediate product
  • the fuel cell stack 10 0 0 h as an intermediate product consists of a stack 1 1 0 and a stack 1 1 0 sandwiched from both ends in the stacking direction (left and right in Fig. 1). , 1 6 0 and a pair of end plates 1 5 0, 1 60 to achieve clamping by a pair of end plates 1 5 0, 1 6 0 With nuts 1 2 2
  • Each plate that constitutes the fuel cell stack as an intermediate product is provided with an opening for supplying fuel gas and cooling liquid.
  • the soot opening forms manifold hold holes M1 to M6 for supplying fuel gas and coolant.
  • the coordinate system of FIG. 1B represents each direction assumed when the fuel cell stack 100 h is mounted on the vehicle 300.
  • Fig. 1B corresponds to the front-rear direction of the vehicle, and the left-right direction and the up-down direction correspond to the left-right direction and the up-down direction of the vehicle, respectively.
  • Fig. 2 is a view of the fuel cell stack 100 h as an intermediate product as seen from above in the coordinate system of Fig. 1B.
  • the laminated body 110 is configured as a laminated body in which a plurality of plates 10 a to l 0 u are laminated.
  • the plurality of play rods 1 0 a to 1 0 u include a power generator and a separate evening.
  • the laminate 1 1 0 is composed of plates 1 0 a to 1 0 u for convenience of explanation, and in an actual fuel cell stack, a larger number of plates are stacked. It is customary. Also, when the vehicle makes a rear-end collision, various forces are applied to the fuel cell stack depending on the type of collision, but here, for convenience of explanation, the vehicle collides and moves only in the front-rear direction. Assume a sudden stop. At this time, negative acceleration (deceleration) ⁇ acts on the vehicle. Fuel cell stack 1 1 O h end plate 50 1 50, 1 60 shall be fixed to the vehicle and behave the same as vehicle 300.
  • Inertia force I is expressed as follows, where m is the mass of each of play ⁇ 1 0 a to 1 0 u
  • inertial force I is shown as a forward arrow.
  • the friction force F is shown as a backward arrow. If inertial force I is applied to each play ⁇ 1 0 a to 1 0 u due to a rear-end collision, the friction force acts as a reaction force up to the maximum friction force F, and each play ⁇ 1 0 a to 1 0 u does not move. Therefore, there will be no gap between each play.
  • the inertial force I acting on each play rod is the maximum frictional force F.
  • each play ⁇ 1 0 a to 1 0 u does not change the relative positional relationship, that is, it does not cause a shift.
  • the fuel cell stack As an intermediate product
  • the relationship between inertial force and frictional force in each of 1 1 O h play ⁇ 1 O a to 0 u is as follows. In the play ⁇ 1 O k, which is positioned almost at the center of the stack, the play ⁇ 10 0 ⁇ The behavior of 10 k is determined.
  • the inertia force of play ⁇ 1 0 a to 1 0 j and the inertia force of play ⁇ k The behavior of play ⁇ 1 0 a is determined by the relationship between the half, the sum, and the frictional force.
  • the frictional force is a frictional force that acts between the play plate 1 0 a and the end plate 1 5 0. This is because, from the viewpoint of the end play ⁇ 1 5 0, 1 60, all the stacked ⁇ 1 0 a to 1 0 u try to move as a body due to sudden deceleration.
  • the fuel cell stack 100 h as an intermediate product has an inertia accumulated in the stacking direction when an inertial force is applied in a direction (in-plane direction) perpendicular to the stacking direction (left-right direction).
  • the force is generated by the frictional force between the plates 1 0 a to 1 0 u or the frictional force between the end plates 1 5 0 and 1 60.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing the configuration of the fuel cell stack 100 of the first embodiment. Fuel cell stack 1 0 0 suppresses misalignment to fuel cell stack 1 0 0 h as an intermediate product It is manufactured by fixing the member 200 with 14 bolts 220.
  • the misalignment suppressing member 200 has a total length corresponding to the length of the laminated body 110 in the stacking direction, and is fastened to a pair of end plate rods 150, 160 with four bolts 220.
  • FIG. 4 is an explanatory view showing a cross section AA of the fuel cell stack 100 of the first embodiment.
  • a urethane sheet 2 10 having both insulation and elasticity is interposed between the displacement suppressing member 200 and the laminate 1 10.
  • the thickness of the urethane sheet 210 is larger than the gap between the misalignment suppressing member 200 and the laminate 110.
  • the urethane sheet ⁇ 210 is compressed and strongly presses the end face in the upper limit direction of the laminate 110.
  • the unevenness-shaped shape is given to the surface in contact with the urethane sheet 2 10 in both the displacement suppressing member 200 and the laminated body 1 10.
  • the contact portion between the urethane sheet 210 and the plate 1 O d is shown as a partially enlarged view BB.
  • This concavo-convex shape forms a fitting state between each plate 1100a to 10u of the displacement suppressing member 200 and the laminate 110 and the urethane plate 210, and increases the coefficient of friction. It was given for that purpose.
  • This uneven shape can be realized by sandblasting, thermal spraying, cutting or other processing that changes the surface shape.
  • Sandblast® achieves a relatively small surface roughness (irregular irregularities) such as R a 0.2 to 20 ⁇ and R z 1 to 120 Aim (JISB 0601 — 1 994)
  • thermal spraying can achieve a relatively large surface roughness (irregular irregularities) such as R al 5-40 / m, Rz 80-200 xm (JISB 0601 — 1 994).
  • larger uneven shapes can be realized.
  • the uneven shape formed on the displacement suppressing member 200 and the laminated body 110 in this way is Enlarged view of 4 As shown in BB, when it is pressed against the urethane sheet 2 10 having elasticity, the urethane sheet 2 10 is deformed. As a result, they are in the same state as if they were fitted. When such a fitting state is obtained, each of the plate rods 10 a to 1 O u generates a large frictional force E on the vertical end surface thereof. As a result, the occurrence of deviation of the play kite depends on the magnitude relationship between the inertia force I and the sum of the maximum friction force F between the play kites and the maximum friction force E between the deviation restraining members 210. It will be fixed.
  • a large frictional force can be obtained without strictly requesting the shape tolerances of the displacement suppressing member 210 and the plate rod end face.
  • the displacement restraining member 200 that receives a load via a frictional force has a large width in the direction of the load (front-rear direction)
  • the contact area with the end surface of the plate can be increased, and the inertial force It has a large rigidity in the direction, and can effectively suppress the occurrence of deviation.
  • the displacement is efficiently suppressed by the simple configuration of the elastic urethane sheet 210 and the displacement suppressing member 200 having large rigidity.
  • a urethane base 2 1 0 is disposed between the laminate 1 1 0 and the displacement suppressing member 2 0 0.
  • rubber or another elastic body may be used, such as glass epoxy or other resin.
  • an intermediate material such as an adhesive.
  • the fitting state between the laminated body 110 and the uneven surface of the misalignment suppressing member 200 can be easily formed.
  • an adhesive assembling and reusability can be improved by sandwiching a lap fill wrinkle between at least one of the laminate 110 and the misalignment suppressing member 200. It is preferable to make it.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing the configuration of the fuel cell stack 100 a before assembly in the second embodiment of the present invention.
  • the fuel cell stack 1 0 0 a before assembly of the second embodiment is composed of the end plate rods 1 5 0 a and 1 6 0 a that sandwich the laminated body 1 1 0 a 4 and studs 1 as four sets of fastening members 1 2 1 a and 1 2 2 a are different from the first embodiment in that they are combined with the displacement suppressing member 2 0 0 a of the second embodiment (described later) and structurally integrated.
  • the illustration of the displacement suppressing member 20 0 a is omitted for easy understanding.
  • End plate ⁇ 1 5 0 a and 1 60 a are composed of 4 studs 1 2 1 a and 8 pieces so that the laminated body 1 1 0 a is sandwiched between both ends of the laminated body 1 1 0 a in the stacking direction. It is concluded with Bol ⁇ 1 2 2 a.
  • the four studs 1 2 1 a are stacked with the four stoppers 1 5 2 of the end plate 1 5 0 a and the 4 stoppers 1 6 2 of the end plate 6 0 a. Movement in the direction perpendicular to the direction (front-rear direction and up-down direction) is restricted.
  • FIG. 6 is an explanatory view showing a state in which the displacement suppressing member 20 0 a of the second embodiment and two studs 1 2 1 a are joined together by welding or fastening parts (not shown) and are structurally integrated.
  • FIG. Such structural integration restricts the out-of-plane deformation at the end of the displacement suppressing member 200 a by the two studs 1 2 1 a, and further increases the rigidity of the displacement suppressing member 200 a. It is done to increase.
  • the displacement suppression member 2 0 0 a has a large width in the load direction (front-rear direction) and thus has a large rigidity in the load direction.
  • the displacement suppression member By restricting out-of-plane deformation at the end of 2 0 0 a, the rigidity is further increased.
  • the corners of the displacement restraining member 2 0 0 a are restricted by the flanges 1 5 2 and 1 6 2 to further increase the rigidity. It ’s big.
  • An elastic urethane sheet 2 1 0 a is bonded to the displacement suppressing member 2 0 0 a and the two studs 1 2 1 a.
  • FIG. 7 is an explanatory view showing the structure of the assembled fuel cell stack 100a in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 shows a state in which a structural component 2 3 0 (FIG. 6) in which two studs 1 2 1 a and a displacement suppressing member 2 0 0 a are integrally configured is mounted.
  • the frictional force acting between adjacent play rods and the displacement suppression member 2 0 0 a are urethane sheets 2 1 0 Due to the frictional force acting on the vertical end face of each play bowl through a, the play deviation is effectively suppressed. Due to the elasticity of the urethane sheet 2 1 0 a and the uneven shape formed on the vertical end face of the laminate 1 1 0 a, the two are in a fitted state, so a high coefficient of friction and therefore a high maximum friction force Can be obtained.
  • the displacement restraining member 20 0 0 a is firmly fixed by the two studs 1 2 1 a and strongly presses the urethane sheet 2 1 0 & against the vertical end surface of the laminate 1 1 0 a. This also increases the frictional force. Further, the displacement restraining member 20 0 0 a is then connected to the end plate via a highly rigid structural part 2 3 0 (FIG. 6) realized by integration with the two studs 1 2 1 a. ⁇ ⁇ Since it is in contact with the Stono of 1 5 0 a and 1 60 0 a 1 ° 2 2. 1 6 2, the deformation and displacement of the laminated body 1 1 0 0 a are also suppressed in this respect.
  • the second embodiment includes the stud 1 2 1 a that compresses the pair of end plate rods 1 5 0 a and 1 60 a holding the stacked body 1 1 0 a in the stacking direction. Since this stud 1 2 1 a is structurally integrated with the displacement suppressing member 2 0 0 a, the force acting in the vertical direction between the laminate 1 1 0 a and the displacement suppressing member 2 0 0 a Increase Further, since the deformation of the deviation suppressing member 2 10 a is restricted by the stud 1 2 1 a, it is possible to reduce the thickness of the deviation suppressing member 2 100 a.
  • the four studs 1 2 1 a are restricted from moving in the front-rear direction and the up-and-down direction by the eight studs 1 5 2 and 1 6 2. It is also possible to use a stagger (not shown) that only regulates.
  • the displacement suppressing member 2100b can be configured as a casing that covers the stacked body 1100a from above and below. As shown in the drawing, it is also possible to have an integrated configuration of the displacement suppressing member 20 0 0 b and the four studs 1 2 1 a.
  • the unevenness is given to both the displacement suppressing member 2 0 0, 2 0 0 a and the laminated body 1 1 0, 1 1 0 a, but only one of them may be used. That is, for example, the urethane sheet 2 10 may be bonded to the misalignment suppressing member 20 0 and the uneven shape may be given only to the laminated body 1 10, or vice versa. Furthermore, a concave and convex shape may be given to the side to be bonded. Thus, the laminate 1 1 0, 1 1 O a It suffices that at least one of the displacement suppressing members 200 and 200a has a concave-convex shape at a position in contact with the intermediate material.
  • the urethane sheet 21 between the laminated body 1 1 0, 1 1 0 a and the displacement suppressing member 200, 200 a covers all of the plurality of plates 1 0 a to 1 0 u. 0, 21 0 a are arranged, but it is sufficient that they are arranged over at least a part of the players (for example, two or more players).
  • the laminate 1 1 0, 1 1 0 a and the displacement suppressing member 200, 200 a are covered and closed around the stacking direction as an axis, and the displacement suppressing member 200 200a may be provided with a belt-like member that compresses the laminates 110 and 110 from the opposite side.
  • the displacement suppressing member 200 200a may be provided with a belt-like member that compresses the laminates 110 and 110 from the opposite side.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)

Abstract

　本発明は、燃料電池スタックを提供する。この燃料電池スタックは、発電体とセパレータの少なくとも一方の機能を有するプレートが複数積層された積層体と、積層体の積層方向の外側から挟持する一対のエンドプレートと、セル積層体の積層方向に伸びて一対のエンドプレートに締結されたズレ抑制部材と、２以上のプレートに亘って積層体とズレ抑制部材との間に配置された変形可能な中間材と、を備える。２以上のプレートとズレ抑制部材の少なくとも一方は、中間材と接する面の少なくとも一部に凹凸形状が形成されている。この結果、燃料電池スタックにおいて簡易な構成で、積層方向に垂直な面内方向への慣性力に対する耐性を高めることができる。

Description

明細書
燃料電池用スタックおよび燃料電池搭載車両
本発明は、 燃料電池用スタックに関する。
¾嘖
従来から、 車両に搭載可能な燃料電池用スタックの構造として、 発電体として機 能するプレー卜と、 セパレータとして機能するプレー卜とを複数交互に積層した構 成が提案されている。 このような構造は単体では、 プレー卜の積層方向 （本明細書 では、 単に積層方向と呼ぶ） に対して垂直な方向 （本明細書では、 単に面内方向と 呼ぶ） への慣性荷重に対する耐性が弱いという問題を有していた。 積層方向への慣 性荷重に対しては、 各プレー卜が面圧方向に抗カを発生させることができるのに対 して、 面内方向への慣性荷重に対してはプレー卜相互間に働く摩擦力で抗カを発生 させることになるからである。 このため、 たとえば特開 2 0 0 6 - 1 0 8 0 0 9号 公報に開示されるように、 各プレー卜の外周に凹部を持たせるとともに、 この凹部 と嵌合する形状を備えたケーシングで面内方向へのズレを抑制するように構成され た構造も提案されている。 発明の開示
しかし、 このような嵌合による拘束を行なおうとすると、 嵌合部に慣性荷重が集 中する。 このため、 ケーシングゃプレー卜の外周の剛性を高める必要が生じ、 結果 的に、 重量増加の要因となっていた。 加えて、 このような拘束は、 各プレー卜ゃケ 一シングの形状に対して厳しい形状公差や組み立て精度を要求することにもなつて いた。 本発明は、 上述の課題を解決するためになされたものであり、 燃料電池スタック において簡易な構成で、 積層方向に垂直な面内方向への慣性荷重に対する耐性を強 化する技術を提供することを目的とする。 上述の課題の少なくとも一部を解決するために、 本発明は、 燃料電池スタックを 提供する。 この燃料電池スタックは、
発電体とセパレー夕の少なくとも一方の機能を有するプレー卜が複数積層された 積層体と、
前記積層体を積層方向の外側から挟持する一対のエンドプレー卜と、
前記積層体の積層方向に伸びて前記一対のエンドプレー卜に締結されたズレ抑制 部材と、
2以上の前記プレー卜に亘つて前記積層体と前記ズレ抑制部材との間に配置され た変形可能な中間材と、
を備え、
前記 2以上のプレー卜と前記ズレ抑制部材の少なくとも一方は、 前記中間材と接 する面の少なくとも一部に凹凸形状が形成されている。 本発明の燃料電池スタックでは、 2以上のプレー卜に亘って積層体とズレ抑制部 材との間に変形可能な中間材が配置され、 2以上のプレー卜とズレ抑制部材の少な くとも一方は中間材と接する面の少なくとも一部に凹凸形状が形成されている。 こ の凹凸形状は、 変形可能な中間材との間に嵌合状態を形成し、 高い摩擦力を付加す ることができる。 この嵌合状態を形成するのに、 凹凸形状の嵌め合いを考慮する必 要がないので、 嵌合状態を容易に実現することができる。 ここで、 「中間材」 の変形には、 （1 ) 中間材がウレタンシートやゴムといった弾 性体の場合におけるプレー卜ゃズレ抑制部材を押しつける際の弾性変形や （2 ) 中 間材が樹脂や接着剤といつた硬化性材料の場合における硬化前の変形といった各種 の変形が含まれる。 さらに、 「発電体とセパレー夕の少なくとも一方の機能を有する プレー卜が複数積層された積層体と」 とは、 たとえば 「発電体の機能を有するプレ 一卜と、 セパレー夕の機能を有するプレー卜とが複数交互に積層された積層体」 や 「発電体とセパレー夕の双方の機能を有するプレー卜が複数積層された積層体」、 あ るいは 「発電体の機能を有するプレー卜の両端からセパレー夕の機能を有する 2枚 のプレー卜が挟持するプレー卜群が複数積層された積層体」 といった種々の形態を 含む。 上記燃料電池スタックにおいて、 さらに、
前記積層体の積層方向の両端で前記一対のェンドブレー卜を前記積層方向に圧縮 付勢する締結部材を備え、
前記締結部材と前記ズレ抑制部材は、 構造的に一体化されても良い。 こうすれば、 締結部材とズレ抑制部材の構造的な一体化によつてズレ抑制部材の剛性をさらに増 大させることができる。 上記燃料電池スタックにおいて、 さらに、
前記中間材は、 弾性体であり、
前記ズレ抑制部材は、 前記積層方向と垂直な方向に前記積層体を圧縮付勢するよ うにしても良い。 こうすれば、 嵌合状態を簡易に再現することができるので、 組み 付け性や再利用性の向上を実現することが可能となる。 上記燃料電池スタックにおいて、 さらに、
前記積層方向を軸として前記積層体および前記ズレ抑制部材の周囲を覆うととも に閉じた形状を有し、 前記ズレ抑制部材を前記積層体の外周側から圧縮付勢する帯 状部材を備えるようにしても良い。 こうすれば、 帯状部材に発生する引っ張り荷重 によってズレ抑制部材の付勢力を効果的に増大させることができる。 本発明は、 燃料電池を搭載する車両としても実現可能である。 この燃料電池を搭 載する車両は、
燃料電池スタックを有する燃料電池と、
前記燃料電池からの電力の供給に応じて前記車両を駆動する駆動部と
を備え、 前記燃料電池スタックは、
発電体とセパレー夕の少なくとも一方の機能を有するプレー卜が複数積層され た積層体と、
前記積層体の積層方向の外側から挟持する一対のェンドブレー卜と、 前記セル積層体の積層方向に伸びて前記一対のェンドブレー卜に締結されたズ レ抑制部材と、
2以上の前記プレー卜に亘つて前記積層体と前記ズレ抑制部材との間に配置さ れた変形可能な中間材と、
を備え、
前記 2以上のプレー卜と前記ズレ抑制部材の少なくとも一方は、 前記中間材と 接する面の少なくとも一部に凹凸形状が形成されている。 なお、 本発明は、 燃料電池、 燃料電池スタック製造方法その他の種々の態様で実 現することができる。 図面の簡単な説明
図 1 Aは、 本発明の実施例として車両の構成を示す説明図。
図 1 Bは、 本発明の第 1実施例における中間製品としての燃料電池スタック 1 0 0 hの構成を示す説明図。
図 2は、 中間製品としての燃料電池スタック 1 0 O hを上側から見た図。 図 3は、 第 1実施例の燃料電池スタック 1 0 0の構成を示す説明図。
図 4は、 第 1実施例の燃料電池スタック 1 0 0の断面 A Aを示す説明図。
図 5は、 本発明の第 2実施例における組立前の燃料電池スタック 1 0 0 aの構成 を示す説明図。
図 6は、 第 2実施例のズレ抑制部材 2 0 0 aと 2本のスタッド 1 2 1 aとが結合 され構造的に一体化されている様子を示す説明図。
図 7は、 本発明の第 2実施例における組立後の燃料電池スタック 1 0 0 aの構成 を示す説明図。
図 8は、 第 2実施例の変形例のズレ抑制部材 2 0 0 bと 2本のスタッド 1 2 1 a とが結合され構造的に一体化されている様子を示す説明図。 発明を実施するための最良の形態
本発明の実施の形態について、 実施例に基づいて説明する。
A . 本発明の第 1実施例における燃料電池スタックの構成：
図 1 Aは、 本発明の実施例としての燃料電池スタックを搭載した車両の構成を示 す説明図である。 図示するように、 この車両 3 0 0は、 燃料電池スタック 1 0 0と, 車両 3 0 0の駆動源であるモータ 3 3 0、 燃料電池スタック 1 0 0から得られる電 力を用いてモータ 3 3 0を駆動する駆動回路 3 4 0を備える。 モータ 3 3 0からの 動力は、 ギアボックス 3 2 0を介して、 一対の駆動用車輪 3 1 0に伝達される。 モ —夕 3 3 0は、 永久磁石を用いた三相モータであり、 駆動回路 3 4 0は、 燃料電池 スタック 1 0 0から得られる直流を、 図示しないスイッチング素子によリスイッチ ングすることにより三相交流の駆動電力として、 モータ 3 3 0に供給する。 次に、 燃料電池スタック 1 0 0について説明する。 図 1 Bは、 実施例における燃 料電池スタック 1 0 0を組み立てる途中の状態を示す説明図である。 実際の燃料電 池スタック 1 0 0は、 後述するズレ抑制部材 2 0 0が組み付けられるが、 本実施例 におけるズレ抑制部材 2 0 0の働きを説明するために、 ズレ抑制部材 2 0 0を取り 付ける前の燃料電池スタック （以下、 中間製品としての燃料電池スタック 1 0 0 h と呼ぶ） について説明する。 中間製品としての燃料電池スタック 1 0 0 hは、 積層 体 1 1 0と、 積層体 1 1 0を積層方向 （図 1では、 左右方向） の両端から挟持する —対のエンドプレー卜 1 5 0， 1 6 0と、 一対のエンドプレー卜 1 5 0， 1 6 0に よる挟持を実現するために一対のエンドプレー卜 1 5 0， 1 6 0を締結する 4組の ボル卜 1 2 1及びナツ卜 1 2 2とを備えている。 中間製品としての燃料電池スタツ ク 1 0 O hを構成する各プレー卜には、 燃料ガスや冷却液を供給するための開口が 設けられており、 各プレー卜が積層されることにより、 各プレー卜の開口は、 燃料 ガスや冷却液を供給するためのマ二ホールド孔 M 1〜M 6を形成する。 図 1 Bの座標系は、 燃料電池スタック 1 0 0 hが車両 3 0 0に搭載される際に想 定されている各方向を表している。 図 1 Bに示した前後方向は、 車両の前後方向に 相当し、 また、 左右方向と上下方向とは、 それぞれ車両の左右方向と上下方向に相 当する。 通常、 車両の設計においては、 衝突や追突を考慮して前後方向に最も大き な衝撃が加わることが想定されており、 その衝撃によリ燃料電池スタックに加わる 力を前提として、 燃料電池スタックは設計される。 図 2は、 中間製品としての燃料電池スタック 1 0 0 hを、 図 1 Bの座標系での上 側から見た図である。 積層体 1 1 0は、 本実施例では、 複数のプレー卜 1 0 a〜l 0 uが積層された積層体として構成されている。 複数のプレー卜 1 0 a〜1 0 uは、 発電体とセパレー夕とを含んでいる。 なお、 積層体 1 1 0をプレー卜 1 0 a〜1 0 uから構成されるとしたのは、 説明の都合であり、 実際の燃料電池スタックでは更 に多数のプレー卜が積層されるのが通例である。 また、 車両が追突などを起こすと、 燃料電池スタックには、 衝突の態様に応じて様々な力が加わるが、 ここでは、 説明 の便を図って、 車両が追突し、 前後方向にのみ運動を急停止した場合を想定する。 このとき、 車両にはマイナスの加速度 （減速度） αが働く。 燃料電池スタック 1 1 O hのエンドプレー卜 1 50, 1 60は車両に固定されて おり、 車両 300と同一の動きをするものとする。 従って、 追突により車両に減速 度 αが加わると、 複数のプレー卜 1 0 a〜1 0 uの各々には、 慣性力 Iが働く。 慣 性力 Iは、 プレー卜 1 0 a〜1 0 uのそれぞれの質量を mとすると、
I =m ■
である。 従って、 各プレー卜の質量が等しければ、 各プレー卜は同一の慣性力 Iを 受けることになる。 図 2では、 慣性力 Iを、 前方向の矢印として示した。 中間製品としての燃料電池スタック 1 1 O hでは、 各プレー卜 1 0 a〜1 0 uは、 エンドプレー卜 1 50， 1 60により挟持され加圧されているから、 各プレー卜 1 0 a〜1 0 u間には、 摩擦力 （静止摩擦力） Fが働く。 各プレー卜 1 0 a〜1 0 u 間の面を押しつける力を Pとすれば、 静摩擦係数を 0とすると、 最大摩擦力 Fは、 F= p · P
である。 図 2では、 摩擦力 Fは、 後向きの矢印として示した。 追突などにより各プレー卜 1 0 a〜1 0 uに慣性力 Iが働くと、 最大摩擦力 Fま では、 摩擦力が反力として働き、 各プレー卜 1 0 a〜1 0 uは動かない。 従って各 プレー卜のズレも生じない。 各プレー卜に作用する慣性力 Iが最大摩擦力 Fに対し て、
F> I
の関係にあれば、 各プレー卜 1 0 a〜1 0 uは、 相対的な位置関係を変えない、 つ まリズレを生じない。 衝突などによって、 減速度が作用した場合、 中間製品としての燃料電池スタック 1 1 O hのプレー卜 1 O a〜 0 uの各々における慣性力と摩擦力の関係は、 以下 のとおリである。 積層されたほぼ中心に位置するプレー卜 1 O kでは、 プレー卜 1 0 k単体の慣性力と両側のプレー卜 1 0 j， 1 0 Lとの間に働く摩擦力との関係に より、 プレー卜 1 0 kの振る舞いは決定される。 これに対して、 プレー卜 1 O aに ついて考えると、 固定されているエンドプレー卜 1 5 0に対しては、 プレー卜 1 0 a〜1 0 jの慣性力とプレー卜 kの慣性力の半分と和と、 摩擦力との関係により、 プレー卜 1 0 aの振る舞いは決定される。 ここで、 摩擦力は、 プレー卜 1 0 aとェ ンドプレー卜 1 5 0との間で働く摩擦力である。 これは、 エンドプレー卜 1 5 0， 1 6 0から見れば、 急減速により、 積層された全プレー卜 1 0 a〜1 0 uがー体と なって動こうとするからである。 いずれのプレー卜も、 一方のプレー卜から他方の プレー卜を見た場合の慣性力 Iより最大摩擦力 Fが大きければズレを生じることは ないが、 慣性力 Iが最大摩擦力 Fを上回れば、 他方に対して移動し、 結果的にズレ を生じる。 このように、 中間製品としての燃料電池スタック 1 0 0 hは、 積層方向 （左右方 向） に垂直な方向 （面内方向） に慣性力が加わった場合には、 積層方向に累積され た慣性力をプレー卜 1 0 a〜1 0 uの相互間の摩擦力あるいはエンドプレート 1 5 0， 1 6 0との摩擦力で抗カを発生させることになる。 最大摩擦力 Fは、 プレー卜 同士を押しつける力 Pに比例するが、 燃料電池スタックにおける加圧力 Pは、 燃料 電池スタックの構造上、 いくらでも大きくする、 ということはできないから、 期待 する抗カを摩擦力 Fだけで実現することが困難な場合がある。 そこで、 本実施例で は、 中間製品としての燃料電池スタック 1 1 O hにズレ抑制部材 2 0 0を取り付け、 製品としての仕様を満足した燃料電池スタック 1 1 0を製造する。 図 3は、 第 1実施例の燃料電池スタック 1 0 0の構成を示す説明図である。 燃料 電池スタック 1 0 0は、 中間製品としての燃料電池スタック 1 0 0 hに、 ズレ抑制 部材 200を 1 4本のボル卜 220で固定することにより製造される。 ズレ抑制部 材 200は、 積層体 1 1 0の積層方向の長さを対応した全長を有し、 一対のエンド プレー卜 1 50、 1 60に 1 4本のボル卜 220で締結されている。 図 4は、 第 1実施例の燃料電池スタック 1 00の断面 AAを示す説明図である。 ズレ抑制部材 200と積層体 1 1 0との間には、 絶縁性と弾性とを兼ね備えるウレ タンシート 2 1 0が介装されている。 ウレタンシー卜 21 0の厚みは、 ズレ抑制部 材 200と積層体 1 1 0との間の間隙よりも厚くされている。 従って、 ズレ抑制部 材 200をエンドプレー卜 1 50， 1 60に固定すると、 ウレタンシー卜 21 0は 圧縮され、 積層体 1 1 0の上限方向端面を強ぐ押圧する。 本実施例では、 ズレ抑制部材 200と積層体 1 1 0との双方において、 ウレタン シート 2 1 0と接触する面に凹凸形状が与えられている。 図 4では、 ウレタンシー 卜 21 0とプレー卜 1 O dとの接触部を一部拡大図 B Bとして示した。 この凹凸形 状は、 ズレ抑制部材 200や積層体 1 1 0の各プレー卜 1 0 a〜1 0 uと、 ウレタ ンシー卜 21 0との間に嵌合状態を形成し、 摩擦係数を大きくするために与えられ たものである。 この凹凸形状は、 サンドブラス卜や溶射、 切削その他の表面形状を 変化させる加工によって実現することができる。 たとえばサンドブラス卜では、 R a 0. 2〜20 μηι、 R z 1〜1 20 Aim位 （J I S B 0601 — 1 994) と いった比較的に小さな表面粗さ （不規則な凹凸） を実現し、 一方、 溶射は、 R a l 5〜40 / m、 R z 80〜200 xm位 （J I S B 0601 — 1 994) といつ た比較的に大きな表面粗さ （不規則な凹凸） を実現することができる。 なお、 切削 では、 さらに大きな凹凸形状 （規則的あるいは不規則な凹凸） を実現することがで さる。 このようにしてズレ抑制部材 200や積層体 1 1 0に形成された凹凸形状は、 図 4の拡大図 B Bに示されるように、 弾性を有するウレタンシート 2 1 0に押しつけ られるとウレタンシ一卜 2 1 0の変形を生じさせる。 この結果、 両者はあたかも嵌 合しあったのと同様の状態となる。 このような嵌合状態が得られると、 各プレー卜 1 0 a〜1 O uは、 その上下方向端面において、 大きな摩擦力 Eを生じさせること になる。 この結果、 プレー卜のズレの発生は、 慣性力 Iと、 プレー卜同士の最大摩 擦力 Fおよびズレ抑制部材 2 1 0との間の最大摩擦力 Eの総和との大小関係によつ て定まることになる。 この実施例の構成によれば、 ズレ抑制部材 2 1 0やプレー卜端面の形状公差を厳 しく要求しなくても、 大きな摩擦力を得ることができる。 加えて、 摩擦力を介して 荷重を受けるズレ抑制部材 2 0 0は、 荷重の方向 （前後方向） に大きな幅を有する ので、 プレー卜端面との接触面積を大きく取ることができるとともに、 慣性力の方 向に大きな剛性を有しており、 ズレの発生を効率的に抑制することができる。 このように、 第 1実施例では、 弾性を有するウレタンシ一卜 2 1 0と大きな剛性 を有するズレ抑制部材 2 0 0という簡易な構成によって、 効率的にズレの抑制を実 現している。 なお、 第 1実施例では、 積層体 1 1 0とズレ抑制部材 2 0 0との間にウレタンシ 一卜 2 1 0を配置したが、 たとえばゴムその他の弾性体でも良いく、 ガラスェポキ シその他の樹脂や接着剤といった中間材でも良い。 このようにしても、 積層体 1 1 0ゃズレ抑制部材 2 0 0の凹凸面との間の嵌合状態を簡易に形成することができる。 ただし、 接着剤を使用する際には、 積層体 1 1 0とズレ抑制部材 2 0 0の少なくと も一方との間にラップフィル厶を挟むことによって組み付け性や再利用性を向上さ せるようにすることが好ましい。 また、 このような材料の種類に応じて、 凹凸形状 の表面粗さや規制性 （不規則性） を選択することが好ましい B . 本発明の第 2実施例における燃料電池スタックの構成：
図 5は、 本発明の第 2実施例における組立前の燃料電池スタック 1 0 0 aの構成 を示す説明図である。 第 2実施例の組立前の燃料電池スタック 1 0 0 aは、 積層体 1 1 0 aを挟持するエンドプレー卜 1 5 0 a， 1 6 0 aを締結する 4組の締結部材 としてのスタッド 1 2 1 a， 1 2 2 aが、 第 2実施例のズレ抑制部材 2 0 0 a (後 述） と結合され、 構造的に一体化されている点で第 1実施例と相違する。 なお、 図 5では、 説明を分かりやすくするためにズレ抑制部材 2 0 0 aの図示が省略されて いる。 また、 図 5の座標系は、 燃料電池スタック 1 0 0 h aが車両 （図示せず） に 搭載される際に想定されている各方向を表している。 エンドプレー卜 1 5 0 a、 1 6 0 aは、 積層体 1 1 0 aの積層方向の両端で積層 体 1 1 0 aを挟持するように、 4本のスタツド 1 2 1 aと 8個のボル卜 1 2 2 aと で締結されている。 4本のスタッド 1 2 1 aは、 エンドプレー卜 1 5 0 aが有する 4個のス卜ッパ 1 5 2と、 エンドプレー卜〗 6 0 aが有する 4個のストッパ 1 6 2 とで積層方向に垂直な方向 （前後方向と上下方向） への動きが規制されている。 図 6は、 第 2実施例のズレ抑制部材 2 0 0 aと 2本のスタッド 1 2 1 aとが溶接 あるいは図示しない締結部品で結合され、 構造的に一体化されている様子を示す説 明図である。 このような構造的な一体化は、 ズレ抑制部材 2 0 0 aの端部における 面外の変形を 2本のスタツド 1 2 1 aによって規制し、 ズレ抑制部材 2 0 0 aの剛 性をさらに増大させるために行われているものである。 ズレ抑制部材 2 0 0 aは、 第 1実施例と同様に荷重の方向 （前後方向） に大きな幅を有するので荷重の方向に 大きな剛性を有しており、 第 2実施例では、 ズレ抑制部材 2 0 0 aの端部における 面外の変形を規制して、 さらに剛性を増大させている。 加えて、 第 2実施例では、 ズレ抑制部材 2 0 0 aの角部をス卜ツバ 1 5 2， 1 6 2で規制して、 剛性を更に増 大させている。 ズレ抑制部材 2 0 0 a及び 2本のスタッド 1 2 1 aには、 弾性を有するウレタン シート 2 1 0 aが接着されている。 ウレタンシート 2 1 0 aは、 第 1実施例と同様、 ズレ抑制部材 2 0 0 aと積層体 1 1 0 aとの間に高い摩擦力を発生させ、 各プレー 卜のズレを抑制するために装備されたものである。 図 7は、 本発明の第 2実施例における組立後の燃料電池スタック 1 0 0 aの構成 を示す説明図である。 図 7では、 2本のスタッド 1 2 1 aとズレ抑制部材 2 0 0 a とが一体的に構成された構造部品 2 3 0 (図 6 ) が装着された様子が示されている。 第 2実施例の燃料電池スタック 1 0 0 aにおいて、 車両の衝突などにより慣性力 Iが加わっても、 隣接プレー卜間に働く摩擦力と、 ズレ抑制部材 2 0 0 aにおいて ウレタンシート 2 1 0 aを介して各プレー卜の上下方向端面に働く摩擦力とにより、 プレー卜のズレは効率的に抑制される。 ウレタンシート 2 1 0 aの弾力性と積層体 1 1 0 aの上下方向端面に施された凹凸形状とによって、 両者は嵌合状態となるの で、 高い摩擦係数を、 従って、 高い最大摩擦力を得ることが出来る。 しかも、 2本 のスタッド 1 2 1 aにより、 ズレ抑制部材 2 0 0 aは、 しっかりと固定され、 ウレ タンシート 2 1 0 &を積層体1 1 0 aの上下方向端面に強く押圧するから、 この点 でも摩擦力の増大が図られる。 また、 ズレ抑制部材 2 0 0 aは、 次に 2本のスタツド 1 2 1 aとの一体化によつ て実現された高剛性の構造部品 2 3 0 (図 6 ) を介して、 エンドプレー卜 1 5 0 a、 1 6 0 aのストッノ \° 1 5 2 . 1 6 2に当接しているから、 積層体 1 1 0 aの変形や ズレは、 この点でも抑制されることになる。 このように、 第 2実施例では、 積層体 1 1 0 aを挟持する一対のエンドプレー卜 1 5 0 a , 1 6 0 aを積層方向に圧縮するスタツド 1 2 1 aを備える。 このスタツ ド 1 2 1 aは、 ズレ抑制部材 2 0 0 aと構造的に一体化されているので、 積層体 1 1 0 aとズレ抑制部材 2 0 0 aの間で垂直方向に作用する力を大きくする。 また、 スタツド 1 2 1 aにより、 ズレ抑制部材 2 1 0 aの変形は規制されるので、 ズレ抑 制部材 2 0 0 aの板厚を薄くすることも可能である。 第 2実施例では、 8個のス卜ッノ 1 5 2， 1 6 2により 4本のスタッド 1 2 1 a は、 その前後方向および上下方向への動きが規制されているが、 たとえば前後方向 だけを規制するストツバ （図示せず） とすることも可能である。 この場合、 図 8に 示したように、 ズレ抑制部材 2 0 0 bを、 積層体 1 1 0 aを上下から覆うケーシン グとして構成することができる。 図示するように、 ズレ抑制部材 2 0 0 bと 4本の スタッド 1 2 1 aの一体化構成とすることも可能である。 C . 変形例：
以上、 本発明のいくつかの実施の形態について説明したが、 本発明はこのような 実施の形態になんら限定されるものではなく、 その要旨を逸脱しない範囲内におい て種々なる態様での実施が可能である。 特に、 上記各実施例における構成要素中の 独立請求項に記載された要素以外の要素は、 付加的な要素なので適宜省略可能であ る。 さらに、 たとえば以下のような変形例も実施可能である。
C - 1 . 上述の各実施例では、 ズレ抑制部材 2 0 0， 2 0 0 aと積層体 1 1 0， 1 1 0 aとの双方に凹凸形状を与えているが、 一方のみでも良い。 すなわち、 たとえ ばズレ抑制部材 2 0 0にウレタンシート 2 1 0を接着し、 積層体 1 1 0の側にのみ 凹凸形状を与えるようにしても良いし、 あるいは逆でも良い。 さらに、 接着する側 にも凹凸形状を与えるようにしても良い。 このように、 積層体 1 1 0， 1 1 O aと ズレ抑制部材 200， 200 aの少なくとも一方が中間材と接する位置において凹 凸形状を有するように構成されていればよい。
C- 2. 上記実施例では、 複数のプレー卜 1 0 a〜1 0 uの全てに亘つて積層体 1 1 0， 1 1 0 aとズレ抑制部材 200， 200 aとの間にウレタンシート 21 0、 21 0 aが配置されているが、 少なくとも一部のプレー卜 （たとえば 2以上のプレ 一卜） に亘つて配置されていれば良い。
C-3. 上記実施例において、 さらに、 積層方向を軸として積層体 1 1 0、 1 1 0 aおよびズレ抑制部材 200、 200 aの周囲を覆うとともに閉じた形状を有し、 ズレ抑制部材 200、 200 aを積層体 1 1 0、 1 1 0 aと反対側から圧縮する帯 状部材を備えるようにしても良い。 こうすれば、 帯状部材に発生する引っ張り荷重 によってズレ抑制部材の付勢力を効果的に増大させることができる。 以上、 本発明いくつかの実施例について説明したが、 本発明は、 これらの実施例 に限定されるものではなく、 本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、 種々なる 態様で実施可能であり、 本発明の保護範囲は、 請求の範囲の記載に基づいて定めら れる。

Claims

請求の範囲
1 . 燃料電池スタックであって、
発電体とセパレー夕の少なくとも一方の機能を有するプレー卜が複数積層された 積層体と、
前記積層体を積層方向の外側から挟持する一対のエンドプレー卜と、
前記積層体の積層方向に伸びて前記一対のエンドプレー卜に締結されたズレ抑制 部材と、
2以上の前記プレー卜に亘つて前記積層体と前記ズレ抑制部材との間に配置され た変形可能な中間材と、
を備え、
前記 2以上のプレー卜と前記ズレ抑制部材の少なくとも一方は、 前記中間材と接 する面の少なくとも一部に凹凸形状が形成されている。
2 . 請求項 1記載の燃料電池スタックであって、 さらに、
前記積層体の積層方向の両端で前記一対のエンドプレー卜を前記積層方向に圧縮 付勢する締結部材を備え、
前記締結部材と前記ズレ抑制部材は、 構造的に一体化されている。
3 . 請求項 1または 2に記載の燃料電池スタックであって、
前記中間材は、 弾性体であり、
前記ズレ抑制部材は、 前記積層方向と垂直な方向に前記積層体を圧縮付勢してい る。
4 . 請求項 1ないし 3のいずれかに記載の燃料電池スタックであって、 さらに、 前記積層方向を軸として前記積層体および前記ズレ抑制部材の周囲を覆うととも に閉じた形状を有し、 前記ズレ抑制部材を前記積層体の外周側から圧縮付勢する帯 状部材を備える。
5 . 燃料電池を搭載する車両であって、
燃料電池スタックを有する燃料電池と、
前記燃料電池からの電力の供給に応じて前記車両を駆動する駆動部と
を備え、 前記燃料電池スタックは、
発電体とセパレー夕の少なくとも一方の機能を有するプレー卜が複数積層され た積層体と、
前記積層体の積層方向の外側から挟持する一対のェンドブレー卜と、 前記セル積層体の積層方向に伸びて前記一対のェンドブレー卜に締結されたズ レ抑制部材と、
2以上の前記プレー卜に亘つて前記積層体と前記ズレ抑制部材との間に配置さ れた変形可能な中間材と、
を備え、
前記 2以上のプレー卜と前記ズレ抑制部材の少なくとも一方は、 前記中間材と 接する面の少なくとも一部に凹凸形状が形成されている。
PCT/JP2008/058459 2007-04-27 2008-04-25 燃料電池用スタックおよび燃料電池搭載車両 WO2008139988A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112008001028.5T DE112008001028B4 (de) 2007-04-27 2008-04-25 Brennstoffzellenstapel und mit einem Brennstoffzellensystem ausgestattetes Fahrzeug
CN200880013751XA CN101669244B (zh) 2007-04-27 2008-04-25 燃料电池用电池组及搭载燃料电池的车辆
US12/597,265 US8318372B2 (en) 2007-04-27 2008-04-25 Fuel cell stack and vehicle equipped with fuel cell system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007118740A JP5217230B2 (ja) 2007-04-27 2007-04-27 燃料電池用スタックおよび燃料電池搭載車両
JP2007-118740 2007-04-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008139988A1 true WO2008139988A1 (ja) 2008-11-20

Family

ID=40002188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2008/058459 WO2008139988A1 (ja) 2007-04-27 2008-04-25 燃料電池用スタックおよび燃料電池搭載車両

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8318372B2 (ja)
JP (1) JP5217230B2 (ja)
CN (1) CN101669244B (ja)
DE (1) DE112008001028B4 (ja)
WO (1) WO2008139988A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020119815A (ja) * 2019-01-25 2020-08-06 本田技研工業株式会社 燃料電池モジュール及びエンドプレート

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5026461B2 (ja) * 2009-04-14 2012-09-12 本田技研工業株式会社 燃料電池スタック
CN102347505B (zh) * 2010-07-26 2014-05-07 本田技研工业株式会社 具备紧固部件的燃料电池堆
US8875828B2 (en) * 2010-12-22 2014-11-04 Tesla Motors, Inc. Vehicle battery pack thermal barrier
US8833499B2 (en) * 2010-12-22 2014-09-16 Tesla Motors, Inc. Integration system for a vehicle battery pack
JP5828326B2 (ja) * 2013-02-07 2015-12-02 トヨタ自動車株式会社 燃料電池スタック
JP6025650B2 (ja) * 2013-04-26 2016-11-16 本田技研工業株式会社 燃料電池スタック
JP6090996B2 (ja) * 2013-04-26 2017-03-08 本田技研工業株式会社 燃料電池スタック
JP6016125B2 (ja) * 2013-07-08 2016-10-26 トヨタ自動車株式会社 燃料電池スタック
JP6576977B2 (ja) * 2017-06-15 2019-09-18 本田技研工業株式会社 燃料電池用セパレータ部材及び燃料電池スタック
KR20200068972A (ko) * 2018-12-06 2020-06-16 현대자동차주식회사 연료 전지 및 그의 제조 방법
CN115498236A (zh) * 2022-11-21 2022-12-20 佛山市清极能源科技有限公司 一种燃料电池固定装配装置及其用的伸缩连杆

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01289072A (ja) * 1988-05-16 1989-11-21 Sanyo Electric Co Ltd 燃料電池
JPH08162143A (ja) * 1994-12-08 1996-06-21 Toyota Motor Corp 燃料電池
JP2001093563A (ja) * 1999-09-27 2001-04-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 外部マニホルド型燃料電池
JP2003203670A (ja) * 2001-06-08 2003-07-18 Toyota Motor Corp 燃料電池
JP2003297377A (ja) * 2002-04-05 2003-10-17 Nissan Motor Co Ltd 車両搭載型燃料電池
WO2005008826A1 (en) * 2003-07-22 2005-01-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Thermal stress tolerant fuel cell assembly within a housing
US20060024557A1 (en) * 2004-07-27 2006-02-02 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell apparatus

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4774154A (en) * 1986-09-22 1988-09-27 International Fuel Cells Expanded high-temperature stable chemical resistant seal material
US6200698B1 (en) * 1999-08-11 2001-03-13 Plug Power Inc. End plate assembly having a two-phase fluid-filled bladder and method for compressing a fuel cell stack
AU2003252659A1 (en) * 2002-07-18 2004-02-09 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Method of manufacturing separator for fuel cell, and method of connecting the separator to electrode diffusion layer
CN100517848C (zh) * 2003-07-22 2009-07-22 丰田自动车株式会社 位于壳体内的耐热应力燃料电池组件
JP4789448B2 (ja) 2004-10-08 2011-10-12 本田技研工業株式会社 燃料電池スタック
US8278008B2 (en) * 2005-08-05 2012-10-02 Panasonic Corporation Serpentine fuel cell separator with protrusions and fuel cell including the same
US20090000732A1 (en) * 2006-01-17 2009-01-01 Henkel Corporation Bonded Fuel Cell Assembly, Methods, Systems and Sealant Compositions for Producing the Same

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01289072A (ja) * 1988-05-16 1989-11-21 Sanyo Electric Co Ltd 燃料電池
JPH08162143A (ja) * 1994-12-08 1996-06-21 Toyota Motor Corp 燃料電池
JP2001093563A (ja) * 1999-09-27 2001-04-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 外部マニホルド型燃料電池
JP2003203670A (ja) * 2001-06-08 2003-07-18 Toyota Motor Corp 燃料電池
JP2003297377A (ja) * 2002-04-05 2003-10-17 Nissan Motor Co Ltd 車両搭載型燃料電池
WO2005008826A1 (en) * 2003-07-22 2005-01-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Thermal stress tolerant fuel cell assembly within a housing
US20060024557A1 (en) * 2004-07-27 2006-02-02 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020119815A (ja) * 2019-01-25 2020-08-06 本田技研工業株式会社 燃料電池モジュール及びエンドプレート
JP7046852B2 (ja) 2019-01-25 2022-04-04 本田技研工業株式会社 燃料電池モジュール及びエンドプレート

Also Published As

Publication number Publication date
CN101669244A (zh) 2010-03-10
JP5217230B2 (ja) 2013-06-19
CN101669244B (zh) 2013-09-04
DE112008001028B4 (de) 2014-05-15
DE112008001028T5 (de) 2010-02-11
US20100133028A1 (en) 2010-06-03
JP2008277102A (ja) 2008-11-13
US8318372B2 (en) 2012-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2008139988A1 (ja) 燃料電池用スタックおよび燃料電池搭載車両
JP7238820B2 (ja) 電池パックの車載構造
JP5272629B2 (ja) 組電池構造体の製造方法
JP2011023302A (ja) 組電池及びこれを備える車両並びに組電池用のバインドバー
JP6269680B2 (ja) 燃料電池車両および燃料電池スタックの車載方法
WO2014034107A1 (ja) 電源装置及び電源装置を備える電動車両並びに蓄電装置
JP7187463B2 (ja) 電池モジュール及びこれを装備する車両
AU2006216162A1 (en) Battery pack
JP5618747B2 (ja) バッテリスタックの固定構造
JP5421836B2 (ja) 電源装置
KR100629222B1 (ko) 배터리
KR20120095913A (ko) 배터리를 포함하는 자동차 구조체
JP7178266B2 (ja) バッテリモジュール及びエンドプレートの製造方法
JP6310990B1 (ja) バッテリモジュール固定構造
JP4239780B2 (ja) 組電池とその製造方法
JP7083773B2 (ja) 電池モジュール
JP2010257650A (ja) バッテリパック
KR102171586B1 (ko) 배터리 로워케이스 제조방법
JP2018176851A (ja) 車両前部構造
JP5443039B2 (ja) バッテリスタックの固定構造
JP5278158B2 (ja) 車両用燃料電池
CN115775943A (zh) 电池模组及具备电池模组的电池包
JP4131311B2 (ja) 燃料電池
KR102573228B1 (ko) 차량 통합충전기 커버 제조용 강판 및 그 제조방법
CN218827582U (zh) 一种电池托盘、动力电池及车辆

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200880013751.X

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08752359

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1120080010285

Country of ref document: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12597265

Country of ref document: US

RET De translation (de og part 6b)

Ref document number: 112008001028

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20100211

Kind code of ref document: P

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 08752359

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1