燃料電池堆制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種燃料電池堆。該燃料電池堆具備：一對(duì)端板，它們從沿著第一方向的兩側(cè)夾持燃料電池層疊體；連結(jié)桿，其架設(shè)在一對(duì)端板之間；緊固連結(jié)構(gòu)件，其在第一方向上對(duì)端板和連結(jié)桿進(jìn)行緊固連結(jié)；以及筒狀頂銷，其在第一方向上橫跨而配設(shè)在所述端板及所述連結(jié)桿中的端板側(cè)安裝孔及連結(jié)桿側(cè)安裝孔內(nèi)，并且該筒狀頂銷在端板側(cè)安裝孔及連結(jié)桿側(cè)安裝孔內(nèi)外套于緊固連結(jié)構(gòu)件，其中，在端板側(cè)安裝孔內(nèi)，在第一方向上位于筒狀頂銷與緊固連結(jié)構(gòu)件之間的部分，夾設(shè)有至少與端板側(cè)安裝孔的內(nèi)周面及緊固連結(jié)構(gòu)件密接的第一密封構(gòu)件。

Fuel cell stack

The present invention provides a fuel cell stack. The fuel cell stack includes a pair of end plates, they are from the first direction on both sides of the clamping fuel cell stack; the connecting rod, the bridging between the end plates; the fastening connecting parts of the fastening of the end plate and the connecting rod in a first direction; and a cylindrical pin, the in a first direction across the end plate side is arranged on the end plate and the connecting rod and the connecting rod of the mounting hole in the side of the mounting hole, and the cylindrical pin on the end plate side mounting hole and a connecting rod side mounting hole on the fastening sleeve inside and outside the connecting member, the end plate of the side the mounting hole located in the cylindrical pin and the connecting parts between the fastening part in a first direction, clip is provided with at least the end plate and the side mounting hole of the inner peripheral surface and a fastening connecting member secured to the first sealing member.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
燃料電池堆
本專利技術(shù)涉及一種燃料電池堆。
技術(shù)介紹
搭載于車輛等的燃料電池堆具有燃料電池層疊體(以下，僅稱為層疊體。)和收納層疊體的殼體(例如，參照日本特開(kāi)2014-216269號(hào)公報(bào))。層疊體通過(guò)將多個(gè)單位單元層疊而構(gòu)成。單位單元具備由陽(yáng)極電極和陰極電極從兩側(cè)夾著固體高分子電解質(zhì)膜而構(gòu)成的膜電極結(jié)構(gòu)體(MEA)和對(duì)MEA進(jìn)行夾持的隔板。殼體具有從層疊方向的兩側(cè)夾持層疊體的一對(duì)端板、在一對(duì)端板之間架設(shè)的連結(jié)桿、及從與層疊方向交差的方向包圍層疊體的周圍的側(cè)板。端板及連結(jié)桿在沿層疊體的層疊方向相互對(duì)接的狀態(tài)下，由穿過(guò)端板側(cè)安裝孔及連結(jié)桿側(cè)安裝孔內(nèi)的緊固連結(jié)構(gòu)件進(jìn)行緊固連結(jié)。例如，在日本特開(kāi)2013-179032號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了在端板側(cè)安裝孔及連結(jié)桿側(cè)安裝孔內(nèi)配設(shè)有筒狀頂銷的結(jié)構(gòu)。筒狀頂銷橫跨端板側(cè)安裝孔與連結(jié)桿側(cè)安裝孔之間而配設(shè)，并且外套于緊固連結(jié)構(gòu)件。在上述的燃料電池堆中，向陽(yáng)極電極供給氫氣作為燃料氣體，并且向陰極電極供給空氣作為氧化劑氣體。由此，在陽(yáng)極電極處通過(guò)催化劑反應(yīng)而產(chǎn)生的氫離子透過(guò)固體高分子電解質(zhì)膜而移動(dòng)至陰極電極，在陰極電極處與空氣中的氧發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而進(jìn)行發(fā)電。然而，在以往的燃料電池堆中，在層疊體內(nèi)流動(dòng)的反應(yīng)氣體(燃料氣體、氧化劑氣體)有時(shí)通過(guò)各單位單元間的間隙等而向?qū)盈B體的外部漏出。在該情況下，漏出到層疊體的外部的反應(yīng)氣體例如可能通過(guò)端板側(cè)安裝孔及連結(jié)桿側(cè)安裝孔內(nèi)而向殼體的外部漏出。尤其是用于燃料氣體的氫氣由于分子小，因此上述的課題變得顯著。若在殼體的外部存在的水進(jìn)入端板側(cè)安裝孔、連結(jié)桿側(cè)安裝孔內(nèi)，則可能會(huì)導(dǎo)致筒狀頂銷等的腐蝕。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
因此，本專利技術(shù)的方案考慮上述的情況而提出，其目的在于提供一種能夠抑制反應(yīng)氣體向殼體的外部漏出且能夠抑制水從殼體的外部的進(jìn)入的燃料電池堆。(1)為了達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)的一個(gè)方案的燃料電池堆的特征在于，具備：燃料電池層疊體，其在第一方向上層疊有多個(gè)燃料電池單元；殼體，其收納所述燃料電池層疊體；一對(duì)端板，它們構(gòu)成所述殼體的一部分，且從沿著所述第一方向的兩側(cè)夾持所述燃料電池層疊體；連結(jié)桿，其架設(shè)在一對(duì)所述端板之間；緊固連結(jié)構(gòu)件，其在所述第一方向上對(duì)所述端板和所述連結(jié)桿進(jìn)行緊固連結(jié)；以及筒狀頂銷，其在所述第一方向上橫跨而配設(shè)在所述端板及所述連結(jié)桿中的、供所述緊固連結(jié)構(gòu)件穿過(guò)的端板側(cè)安裝孔及連結(jié)桿側(cè)安裝孔內(nèi)，并且該筒狀頂銷在所述端板側(cè)安裝孔及所述連結(jié)桿側(cè)安裝孔內(nèi)外套于所述緊固連結(jié)構(gòu)件，其中，在所述端板側(cè)安裝孔內(nèi)，在所述第一方向上位于所述筒狀頂銷與所述緊固連結(jié)構(gòu)件之間的部分，夾設(shè)有至少與所述端板側(cè)安裝孔的內(nèi)周面及所述緊固連結(jié)構(gòu)件密接的第一密封構(gòu)件。(2)本專利技術(shù)的一個(gè)方案的燃料電池堆的特征在于，具備：燃料電池層疊體，其在第一方向上層疊有多個(gè)燃料電池單元；殼體，其收納所述燃料電池層疊體；一對(duì)端板，它們構(gòu)成所述殼體的一部分，且從沿著所述第一方向的兩側(cè)夾持所述燃料電池層疊體；連結(jié)桿，其架設(shè)在一對(duì)所述端板之間；緊固連結(jié)構(gòu)件，其在所述第一方向上對(duì)所述端板和所述連結(jié)桿進(jìn)行緊固連結(jié)；以及筒狀頂銷，其在所述第一方向上橫跨而配設(shè)在所述端板及所述連結(jié)桿中的、供所述緊固連結(jié)構(gòu)件穿過(guò)的端板側(cè)安裝孔及連結(jié)桿側(cè)安裝孔內(nèi)，并且該筒狀頂銷在所述端板側(cè)安裝孔及所述連結(jié)桿側(cè)安裝孔內(nèi)外套于所述緊固連結(jié)構(gòu)件，所述燃料電池堆還具有：第二密封構(gòu)件，其在所述端板側(cè)安裝孔內(nèi)外套于所述筒狀頂銷，且與所述端板側(cè)安裝孔的內(nèi)周面及所述筒狀頂銷密接；以及第三密封構(gòu)件，其在所述連結(jié)桿側(cè)安裝孔內(nèi)外套于所述筒狀頂銷，且與所述連結(jié)桿側(cè)安裝孔的內(nèi)周面及所述筒狀頂銷密接。根據(jù)上述(1)的方案，能夠抑制從層疊體漏出而存在于殼體內(nèi)的反應(yīng)氣體通過(guò)各安裝孔向燃料電池堆的外部放出的情況。尤其是形成為如下結(jié)構(gòu)：在端板側(cè)安裝孔內(nèi)，在第一方向上位于筒狀頂銷與緊固連結(jié)構(gòu)件之間的部分，第一密封構(gòu)件至少與端板側(cè)安裝孔的內(nèi)周面及緊固連結(jié)構(gòu)件密接。因此，能夠通過(guò)一個(gè)第一密封構(gòu)件堵住通過(guò)筒狀頂銷的外周側(cè)及內(nèi)周側(cè)而流通的反應(yīng)氣體。因此，在實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)上，能夠可靠地抑制反應(yīng)氣體向外部漏出的情況。能夠通過(guò)第一密封構(gòu)件堵住存在于殼體的外部的水通過(guò)端板側(cè)安裝孔而向殼體內(nèi)進(jìn)入的情況。在該情況下，能夠在比端板與連結(jié)桿的邊界部分靠端板側(cè)的位置堵住水，因此尤其在筒狀頂銷中，能夠抑制相當(dāng)于端板與連結(jié)桿的邊界部分的部分(以下，稱為剪切部分。)的腐蝕。根據(jù)上述(2)的方案，能夠抑制從層疊體漏出而存在于殼體內(nèi)的反應(yīng)氣體通過(guò)各安裝孔向燃料電池堆的外部放出的情況。尤其是第二密封構(gòu)件與端板側(cè)安裝孔的內(nèi)周面及筒狀頂銷密接，因此能夠抑制進(jìn)入到安裝孔內(nèi)的反應(yīng)氣體通過(guò)筒狀頂銷的外周側(cè)而向燃料電池堆外部漏出的情況。能夠通過(guò)第二密封構(gòu)件堵住存在于殼體的外部的水通過(guò)端板側(cè)安裝孔而向殼體內(nèi)進(jìn)入的情況。在該情況下，能夠在比端板與連結(jié)桿的邊界部分靠端板側(cè)的位置堵住水，因此尤其能夠抑制筒狀頂銷的剪切部分的腐蝕。第三密封構(gòu)件與連結(jié)桿側(cè)安裝孔的內(nèi)周面及筒狀頂銷密接，因此能夠抑制進(jìn)入到安裝孔內(nèi)的反應(yīng)氣體從簡(jiǎn)狀頂銷中的第一方向的層疊體側(cè)回繞而向筒狀頂銷的內(nèi)周側(cè)進(jìn)入的情況。附圖說(shuō)明圖1是從第一端板側(cè)觀察到的第一實(shí)施方式的燃料電池堆的分解立體圖。圖2是圖1所示的單位單元的分解立體圖。圖3是與圖1的III-III線相當(dāng)?shù)钠室晥D。圖4是與圖5的IV-IV線相當(dāng)?shù)钠室晥D。圖5是從第二端板側(cè)觀察到的第一實(shí)施方式的燃料電池堆的分解立體圖。圖6是與圖1的VI-VI線相當(dāng)?shù)钠室晥D。圖7是第一實(shí)施方式的變形例中的與圖6相當(dāng)?shù)钠室晥D。圖8是第二實(shí)施方式中的與圖6相當(dāng)?shù)钠室晥D。具體實(shí)施方式接下來(lái)，基于附圖，對(duì)本專利技術(shù)的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。(第一實(shí)施方式)[燃料電池堆]圖1是從第一端板81側(cè)觀察到的本實(shí)施方式的燃料電池堆1的分解立體圖。如圖1所示，本實(shí)施方式的燃料電池堆1搭載于在未圖示的車輛的前部劃分出的電動(dòng)機(jī)室或底板下。燃料電池堆1例如用于向驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)供給電力。本實(shí)施方式的燃料電池堆1例如以圖中的A方向(第一方向)成為車輛的寬度方向、B方向(第二方向)成為車輛的前后方向、C方向(第二方向)成為車輛的上下方向的方式搭載于車輛。燃料電池堆1主要具備層疊體(燃料電池層疊體)3和收納層疊體3的殼體4。層疊體3通過(guò)將多個(gè)單位單元(燃料電池單元)2沿A方向(層疊方向)層疊而構(gòu)成。在以下的說(shuō)明中，在上述的A方向、B方向及C方向(重力方向)上，存在將接近層疊體3的中央部的方向稱為內(nèi)側(cè)、將從層疊體3的中央部離開(kāi)的方向稱為外側(cè)這樣的情況。<單位單元>圖2是單位單元2的分解立體圖。如圖2所示，單位單元2例如具備一對(duì)隔板21、22和夾持在各隔板21、22之間的膜電極結(jié)構(gòu)體23(以下，僅稱為MEA23。)。MEA23具備固體高分子電解質(zhì)膜31和從A方向的兩側(cè)夾持固體高分子電解質(zhì)膜31的陽(yáng)極電極32及陰極電極33。陽(yáng)極電極32及陰極電極33包括由碳紙等構(gòu)成的氣體擴(kuò)散層和將表面擔(dān)載有鉑合金的多孔質(zhì)碳粒子均勻地涂敷在氣體擴(kuò)散層的表面而形成的電極催化劑層。固體高分子電解質(zhì)膜31例如由在全氟磺酸聚合物中浸滲有水的原料形成。固體高分子電解質(zhì)膜31的從A方向觀察到的主視外形比陽(yáng)極電極32及陰極電極33大。在圖2的例子中，陽(yáng)極電極32及陰極電極33重合于固體高分子電本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種燃料電池堆，其具備：燃料電池層疊體，其在第一方向上層疊有多個(gè)燃料電池單元；殼體，其收納所述燃料電池層疊體；一對(duì)端板，它們構(gòu)成所述殼體的一部分，且從沿著所述第一方向的兩側(cè)夾持所述燃料電池層疊體；連結(jié)桿，其架設(shè)在一對(duì)所述端板之間；緊固連結(jié)構(gòu)件，其在所述第一方向上對(duì)所述端板和所述連結(jié)桿進(jìn)行緊固連結(jié)；以及筒狀頂銷，其在所述第一方向上橫跨而配設(shè)在所述端板及所述連結(jié)桿中的、供所述緊固連結(jié)構(gòu)件穿過(guò)的端板側(cè)安裝孔及連結(jié)桿側(cè)安裝孔內(nèi)，并且該筒狀頂銷在所述端板側(cè)安裝孔及所述連結(jié)桿側(cè)安裝孔內(nèi)外套于所述緊固連結(jié)構(gòu)件，在所述端板側(cè)安裝孔內(nèi)，在所述第一方向上位于所述筒狀頂銷與所述緊固連結(jié)構(gòu)件之間的部分，夾設(shè)有至少與所述端板側(cè)安裝孔的內(nèi)周面及所述緊固連結(jié)構(gòu)件密接的第一密封構(gòu)件。

【技術(shù)特征摘要】
2015.12.25 JP 2015-2549551.一種燃料電池堆，其具備：燃料電池層疊體，其在第一方向上層疊有多個(gè)燃料電池單元；殼體，其收納所述燃料電池層疊體；一對(duì)端板，它們構(gòu)成所述殼體的一部分，且從沿著所述第一方向的兩側(cè)夾持所述燃料電池層疊體；連結(jié)桿，其架設(shè)在一對(duì)所述端板之間；緊固連結(jié)構(gòu)件，其在所述第一方向上對(duì)所述端板和所述連結(jié)桿進(jìn)行緊固連結(jié)；以及筒狀頂銷，其在所述第一方向上橫跨而配設(shè)在所述端板及所述連結(jié)桿中的、供所述緊固連結(jié)構(gòu)件穿過(guò)的端板側(cè)安裝孔及連結(jié)桿側(cè)安裝孔內(nèi)，并且該筒狀頂銷在所述端板側(cè)安裝孔及所述連結(jié)桿側(cè)安裝孔內(nèi)外套于所述緊固連結(jié)構(gòu)件，在所述端板側(cè)安裝孔內(nèi)，在所述第一方向上位于所述筒狀頂銷與所述緊固連結(jié)構(gòu)件之間的部分，夾設(shè)有至少與所述端板側(cè)安裝孔的內(nèi)周面及所述緊固連結(jié)構(gòu)件密接的第一...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：內(nèi)藤秀晴，奈良由介，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：本田技研工業(yè)株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：日本,JP