CN101577343B - 侧弹簧压缩保持*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及侧弹簧压缩保持***。提供一种用于燃料电池***的压缩保持***。压缩保持***包括设置为在其间保持燃料电池堆的第一端部单元和第二端部单元。设置为将压缩力施加到燃料电池堆的弹簧布置在第一弹簧板和第二弹簧板之间。第一弹簧板具有形成在其内的孔口。压缩保持***进一步包括联接到第一弹簧板和第一端部单元的一对片，和布置为通过第一弹簧板的孔口且联接到第二弹簧板且联接到第二端部单元的弹簧支柱。也提供燃料电池***和用于使用压缩保持***组装燃料电池***的方法。

Description

侧弹簧压缩保持***
技术领域
本发明总的涉及燃料电池***，尤其涉及用于燃料电池***的压缩保持***。
背景技术
燃料电池已作为清洁、有效且对环境负责的电源被建议用于电动车辆和多种其他应用。一种类型的燃料电池已知为质子交换膜(PEM)燃料电池。PEM燃料电池是电化学装置，它包括阳极和阴极，而电解质膜布置在阳极和阴极之间。阳极接收氢气且阴极接收氧，这通常通过称为气体扩散介质的多孔材料分配。氢气在阳极内被催化分离以生成自由质子和电子。质子通过电解质到达阴极。质子与阴极内的氧和电子起反应以生成水。来自阳极的电子不能通过电解质，且因此直接通过例如车辆的电负荷，以在被送到阴极前做功。
单独的燃料电池一般串联连接或相互堆叠，以形成所谓的燃料电池堆。燃料电池堆被压缩加载，以维持燃料电池板、气体扩散介质和催化剂电极之间的低界面接触电阻。燃料电池堆内的界面接触电阻与压缩加载直接相关。典型地，燃料电池板上的压缩载荷的范围从约50到约400psi，且所述压缩载荷通过压缩保持***控制。
压缩保持***典型地以有效补偿由燃料电池堆内的膜膨胀和压应力松弛所产生的应变的方式设计。这样的***起作用以最小化扩散介质在燃料电池堆内的过度压缩，以及维持堆的压缩和双极板、气体扩散介质和催化剂层之间的接触压力。美国专利No 5,484,666中公开了常规的压缩保持***包括在端板组件之间延伸通过保持***且以紧固螺母固定的拉杆。螺旋延伸在拉杆上且***在紧固螺母和端板之间的弹簧用于向燃料电池堆在堆叠方向上施加弹性压缩力。
存在对于允许与常规***相比通过利用沿燃料电池堆的侧面的可利用区来最小化弹簧刚度的压缩保持***的持续需求。希望的是压缩保持***也用作电磁干扰(EMI)和环境封闭件。
发明内容
根据本发明，令人惊奇地发现一种压缩保持***，所述压缩保持***允许弹簧刚度的最小化且也可以用作EMI和环境封闭件。
在一个实施例中，压缩保持***包括第一端部单元和第二端部单元，它们设置为将燃料电池堆保持在其间。弹簧设置为向燃料电池堆施加压缩力。压缩保持***包括其间布置有弹簧的第一弹簧板和第二弹簧板。第一弹簧板具有形成在其内的孔口。至少一个片联接到第一弹簧板和第一端部单元。弹簧支柱布置为通过第一弹簧板的孔口且联接到第二弹簧板和第二端部单元。
在另一个实施例中，燃料电池***包括压缩保持***，所述压缩保持***使带有多个燃料电池的燃料电池堆布置在其间。
在再一个实施例中，用于制造燃料电池***的方法包括如下步骤：提供具有多个燃料电池的燃料电池堆；提供压缩保持***；将燃料电池堆布置在压缩保持***的第一端部单元和第二端部单元之间；固定压缩保持***的弹簧支柱；将张力施加到弹簧支柱；将弹簧支柱联接到第二端部单元；和去除张力。因此，通过由弹簧将第一端部单元推向第二端部单元将压缩力施加到燃料电池堆。
附图说明
本发明的以上的以及其他的优点将从如下详细描述中特别是当根据在此描述的附图考虑时对于本领域一般技术人员变得显见。
图1图示现有技术中已知的PEM燃料电池堆(仅示出两个电池)的示意性分解透视图；
图2是具有图1中描绘的燃料电池堆的燃料电池***的前视图，燃料电池堆以根据本发明的压缩保持***组装；
图3是图2中描绘的压缩保持***的透视图，未示出燃料电池堆；
图4是图2和图3中图示的压缩保持***的侧弹簧的截面前视图；
图5是图2和图3中图示的压缩保持***的侧弹簧的截面前视图，图中示出固定到弹簧壳体的第一片和第二片；
图6是图2和图3中图示的压缩保持***的侧弹簧的截面前视图，图中示出第一片围绕第一弹簧板折叠且固定到自身；
图7是图2和图3中图示的压缩保持***的侧弹簧的截面前视图，图中示出添加到第一弹簧板且与形成在片的一个内的孔协作的钩部件；
图8是根据本发明的压缩保持***的示意性透视图，图中示出与第二封闭件协作的第一封闭件；
图9是图8中图示的压缩保持***的放大截面示意图，图中示出第一封闭件和第二封闭件之间的密封件；
图10是用于组装根据本发明的燃料电池***的压缩安装工具的透视图；和
图11是图10中图示的压缩安装工具的分解透视图。
具体实施方式
如下描述仅在本质上是典型的且不意图于限制本发明、申请或使用。应理解的是在所有附图中，相应的附图标号也指示类似的或相应的零件和特征。关于所公开的方法，所示出的步骤在本质上为示例性且因此不是必需或关键的。
图1描绘PEM燃料电池堆2，所述PEM燃料电池堆2具有一对以导电的双极板8相互分开的膜电极组件(MEA)4、6。在图1中描绘的图示的燃料电池堆2具有两个电池，但应认识到燃料电池堆2在实践中可以包括许多更多的燃料电池。一般技术人员应进一步认识到可以根据本发明使用其他燃料电池设计和类型，例如金属氢化物燃料电池、磷酸燃料电池、固体氧化物燃料电池、电镀型燃料电池(electrogalvanic fuel cell)和碱性燃料电池。
MEA 4、6和双极板8在端板10、12和端部接触元件14、16之间堆叠在一起。端部接触元件14、双极板8的两个工作面和端部接触元件16分别包含多个流道槽或通道18、20、22、24，用于将例如H2和O2的燃料和氧化剂气体分配到MEA 4、6。不导电的垫片26、28、30、32提供燃料电池堆2的部件之间的密封和电绝缘。
扩散介质(DM)34、36、38、40典型地由气体可渗透导电材料形成，例如碳/石墨扩散纸。使DM 34、36、38、40压靠MEA 4、6的电极面。使端部接触元件14、16分别压靠DM 34、40，同时使双极板8在MEA4的设置为接受含氢反应剂的阳极面上压靠DM 36，且在MEA 6的设置为接受含氧反应剂的阴极面上压靠DM 38。通过合适的供给管道42将含氧反应剂从存储箱46供给到燃料电池堆2的阴极侧。通过合适的供给管道44将含氢反应剂从存储箱48供给到燃料电池堆2的阳极侧。替代地，环境空气可以作为含氧反应剂供给到阴极侧，且氢从甲醇重整器、汽油重整器或类似装置供给到阳极侧。
提供MEA 4、6的阳极侧和阴极侧的排放管道(未示出)。提供另外的管道50、52、54，用于将冷却剂供给到双极板8和端板14、16。也提供用于将冷却剂从双极板8和端板14、16排放的合适的管道(未示出)。
然后参考图2和图3，图中示出根据本发明的燃料电池***200。燃料电池***200具有燃料电池堆2，该燃料电池堆2包括布置在第一端部单元204和第二端部单元206之间的多个独立的燃料电池202。通过压缩保持***208将压缩力施加到燃料电池堆202。
在特定的实施例中，第一端部单元204和第二端部单元206的至少一个是端板。在特定的示例性实施例中，第一端部单元204和第二端部单元206容纳至少一个燃料电池子***207或涉及燃料电池堆2的预处理和操作装置的相关装置。作为非限制性例子，容纳在第一端部单元204和第二端部单元206内的燃料电池子***207和相关装置可以包括流体通道-例如氢燃料和氧化剂(O2/空气)通道，冷却剂泵，循环泵，***阀，绝缘件，风扇，压缩机，阀，电连接件，重整器，加湿器，水蒸气转移单元，换热器等，或相关的仪器。燃料电池子***207和相关装置整合到端部单元204、206内有助于更快的冷启动，这是因为由于邻近燃料电池堆2***被更快加热。此外，整合导致更快的重启动，这是因为燃料电池***200外部只有几乎没有或根本没有管道布置，且热能损失的机会被最小化。燃料电池子***207和相关装置整合到端部单元204、206内也消除对于外部壳体和管道的需要，因此将燃料电池***200的总热质量最小化。
第一端部单元204和第二端部单元206可以合适地由金属、金属合金、塑料或塑料复合材料制成。塑料或塑料复合材料可以进一步包括一个或多个强化填料。合适的塑料或塑料复合材料当暴露于水时不明显膨胀，当暴露于与燃料电池堆的典型运行相关的温度时也不明显退化。也应认识到的是合适的塑料材料不含有明显地从材料浸出或迁移出且进入到燃料电池堆2内的材料。应进一步认识到的是端部单元204、206可以将燃料电池堆2和整合的子***绝缘。
现在参考图4，根据本发明的压缩保持***208包括第一片210和第二片212。第一端部单元204邻接所述片210、212。压缩保持***208进一步包括第一弹簧板214和第二弹簧板216。弹簧218布置在第一弹簧板214和第二弹簧板216之间。第一弹簧板214联接到一对片210、212，且具有形成在其中的孔口220。第二弹簧板216联接到弹簧支柱222。弹簧支柱222布置为通过第一弹簧板214中的孔口220且进一步联接到第二端部单元206，如在图3中示出。
应理解的是弹簧218向燃料电池堆2提供压缩力。在特定的实施例中，弹簧218压缩地放置在燃料电池***2的组件上。在压缩保持***208工作期间，弹簧218将第一弹簧板214远离第二弹簧板216推开，且因此将第一端部单元204推向第二端部单元206。弹簧218可以如图示的例子包括一个或多个盘簧和/或螺旋弹簧。另外的合适类型的弹簧218可以包括例如平面弹簧、板簧、波形弹簧和气体弹簧。弹簧218在压缩下因此向燃料电池堆2提供压缩力。
本发明的第一片210和第二片212由足以向燃料电池堆2提供压缩力的材料形成。合适的材料可以包括金属、金属合金、塑料和塑料复合材料。在一个实施例中，第一片210和第二片212包括金属薄层。在非限制性例子中，金属薄层是金属片。合适的金属片的示例性例子包括铝、黄铜、铜、钢、锡、镍、钛和它们的合金。应认识到的是金属片以适合于本发明的第一金属片210和第二金属片212的多种规格可获得。作为非限制性例子，合适的金属片规格范围能够从大约0.016英寸(大约0.4mm)至大约0.16英寸(大约4mm)。在特定的实施例中，第一片210和第二片212的厚度大约为0.05英寸(大约1.2mm)。然而，应理解的是能够按希望地使用其他厚度的金属片。金属片典型地根据待施加到片210、212的希望的张力载荷定尺寸。
片210、212可以通过任何常规紧固装置联接到第一端部单元204和第一弹簧板214。作为非限制性例子，紧固装置是螺栓、焊接缝、铆钉、扣接件和夹紧件的至少一个。在特定的实施例中，在端部单元204例如通过模制形成后，片210、212布置在第一端部单元204上且覆盖第一端部单元204。片210、212可以摩擦地联接到第一端部单元204。应认识到片210、212在覆盖第一端部单元204时可以提供在第一端部单元204上优化的压缩力分配。可以按照需要使用其他的用于将片210、212联接到第一端部单元204和第一弹簧板214上的合适的装置。
第二弹簧板216也可以通过任何常规紧固装置联接到第二端部单元206。在特定的实施例中，第二弹簧板216以螺栓224固定到第二端部单元206。作为非限制性例子，弹簧支柱222可以具有带有外螺纹的第一端225和带有内螺纹的第二端227。带有外螺纹的第一端225可以与第二弹簧板216螺纹地紧固。第一端225的外螺纹可以便于调整施加到燃料电池堆2的压缩力。带有内螺纹的第二端227可以与布置通过第二端部单元206的螺栓224螺纹紧固，以将弹簧支柱222联接到第二端部单元206。第二弹簧板216可以因此联接到第二端部单元206。
在另外的实施例中，压缩保持***208可以包括片分离器228。片分离器228邻近第二弹簧板216布置在片210、212之间。片分离器228适合于将片210、212以足以使弹簧218布置在其间的宽度分开。如在图4中示出，片分离器228可以是C形槽构件。如在图6中进一步图示，片分离器229可以是圆柱形构件，例如管。可以按照需要使用其他的用于将一对片210、212分开的合适形状。
如在图5中示出，弹簧218可以布置在壳体230内。壳体230可以基本上封装弹簧218以及第一弹簧板214和第二弹簧板216的至少一个。应理解的是壳体230也可以用作片分离器228。壳体230可以具有基本上矩形的截面形状，如同壳体230是管或管道。其他合适的壳体230形状也可以使用。在一个实施例中，壳体230可以联接到第一弹簧板214且联接到片210、212。片210、212的每个可以布置在壳体230的相对两侧上且例如通过任何常规紧固件联接到壳体230的相对两侧上。
参考图6，片210、212可以如希望地联接到第一端部单元204。该对片210、212例如可以由折叠的连续片形成。在图6的实施例中，第一片210可以形成围绕第一弹簧板214的折叠部232。第一片210在压缩保持***208内侧的部分可以直接联接到第一端部单元204。第一片210的形成围绕第一弹簧板214的折叠部232的部分可以然后固定到联接于第一端部单元204的部分。片210可以因此用作成对的片210、212且同时邻接第一端部单元204和第一弹簧板214。
进一步如在图7中示出，第一弹簧板214可以包括至少一个钩部件234，例如突出片。片210、212的至少一个具有形成在其内的孔236，所述孔适合于与钩部件234协作。第一弹簧板214可以进一步具有形成在其内的槽238，第一片210和第二片212的至少一个可以***到所述槽238内以将片210、212固定到第一弹簧板214。
本发明的压缩保持***208也可以用作用于燃料电池堆2的组合的EMI屏蔽件和环境屏蔽件。如在图8和图9中示出，片210、212的至少一个可以延伸超过第一弹簧板214，以形成上部第一封闭件240。第一封闭件240可以进一步具有布置为邻近燃料电池堆2的前部和后部的面板，以大体上将燃料电池堆2的上部部分封闭。第一封闭件240适合于与联接到第二端部单元206的类似的下部第二封闭件242重叠和协作。参考图9，第一封闭件240和第二封闭件242可以使密封件244布置在其间。密封件244一般是聚合物材料的，且便于大体上流体密封地在第一封闭件240和第二封闭件242之间密封。在特定的实施例中，密封件244是组合的EMI和环境刮垢密封件(wiper seal)，例如轴向聚合物密封件，该密封件形成大体上流体密封的密封，同时允许第一封闭件240和第二封闭件242的相对移动。刮垢式密封件可以用于封闭流体且用于防止灰尘进入燃料电池堆2。一般技术人员可以选择其他如希望的合适的密封件。
本发明进一步包括用于制造燃料电池***200的方法。方法首先包括提供具有多个燃料电池的燃料电池堆2的步骤，和提供如上所述的压缩保持***208的步骤。燃料电池堆2然后布置在第一端部单元204和第二端部单元206之间。将压缩保持***208的弹簧支柱222紧固。例如，弹簧支柱222可以具有适合于例如被压缩安装工具(在图10和图11中示出)牢固抓住的扩大部分。
方法进一步包括将张力施加到弹簧支柱222的步骤，因此为燃料电池堆2赋予压缩载荷。弹簧支柱222然后联接到第二端部单元206且将张力去除。应认识到的是在施加张力后弹簧支柱222被紧固，且张力去除弹簧218被压缩。在燃料电池***200组装完成时，弹簧218将第一弹簧板214和第二弹簧板216相互推开。
现在参考图10和图11，本发明的方法可以使用压缩安装工具300实施。压缩安装工具300包括压力板302、一对侧板306和至少一对弹簧支柱抓紧轨308。压力板302布置在侧板306之间。每个弹簧支柱抓紧轨308固定到侧板306的一个。压力板302设置为使侧板306和弹簧支柱抓紧轨308在燃料电池堆2和压缩保持***208***到压缩安装工具300内时为燃料电池堆2施加压缩载荷。通过施加压缩力到压力板302，弹簧支柱抓紧轨308为弹簧支柱222提供张力载荷。弹簧支柱抓紧轨308可以接触燃料电池***200的弹簧支柱222以将压缩载荷施加到燃料电池堆2。当压缩力随后从压力板302释放时，应理解的是弹簧支柱222到第二端部单元206的紧固导致保持弹簧218和燃料电池堆2的压缩。
应认识到的是，通过使弹簧218布置在燃料电池***2的侧面而非如在带有某些已知的压缩保持***的情况中布置在顶部，本发明的压缩保持***208优化燃料电池***2的高度。通过在燃料电池堆2的侧面上使用具有较低压缩的弹簧218的能力，压缩保持***208进一步具有优化的弹簧刚度。优化的弹簧刚度提供了与现有技术压缩保持***208相比改进的耐久性。
虽然某些代表性实施例和细节已为图示本发明的目的示出，但对于本领域一般技术人员将显见的是可以进行多种改变而不偏离进一步在如下附带的权利要求中描述的本发明的范围。

Claims (20)

1.一种压缩保持***，包括：
第一端部单元和第二端部单元，所述第一端部单元和第二端部单元设置为将燃料电池堆保持在其间；
弹簧，所述弹簧设置为向燃料电池堆施加压缩力；
第一弹簧板和第二弹簧板，所述弹簧布置在所述第一弹簧板和第二弹簧板之间；
一个片或者一对片，所述一个片或者所述一对片联接到第一弹簧板和第一端部单元；和
弹簧支柱，所述弹簧支柱联接到第二弹簧板且联接到第二端部单元。
2.根据权利要求1所述的压缩保持***，其中，当使用所述一对片时，还包括布置在所述一对片之间邻近第二弹簧板的片分离器。
3.根据权利要求1所述的压缩保持***，其中弹簧是压缩弹簧。
4.根据权利要求1所述的压缩保持***，其中第一弹簧板具有形成在其内的孔口，弹簧支柱布置为穿过所述孔口。
5.根据权利要求1所述的压缩保持***，其中弹簧支柱具有带有外螺纹的第一端部和带有内螺纹的第二端部。
6.根据权利要求5所述的压缩保持***，其中弹簧支柱的第二端部与布置为穿过第二端部单元的螺栓螺纹地紧固。
7.根据权利要求6所述的压缩保持***，其中弹簧支柱布置为穿过弹簧且在第一端处与第二弹簧板螺纹地紧固，以将第二弹簧板联接到第二端部单元。
8.根据权利要求1所述的压缩保持***，进一步包括封装第一弹簧板、第二弹簧板和弹簧的弹簧壳体。
9.根据权利要求8所述的压缩保持***，其中弹簧壳体联接到第一弹簧板和所述一对片。
10.根据权利要求1所述的压缩保持***，其中，当使用所述一个片时，所述一个片是第一片，所述第一片围绕第一弹簧板包裹，并且所述第一片围绕并包裹所述第一弹簧板的部分然后被联接到所述第一片自身。
11.根据权利要求1所述的压缩保持***，其中第一弹簧板具有形成在其上的钩部件且所述一个片或所述一对片中的每个具有形成在其内的孔，所述钩部件与所述孔协作以将第一弹簧板联接到所述一个片或所述一对片。
12.根据权利要求1所述的压缩保持***，其中当使用所述一对片时，所述一对片包括第一片和第二片，第二片邻近弹簧支柱延伸超过第一弹簧板以形成第一封闭件。
13.根据权利要求12所述的压缩保持***，其中第二端部单元具有接附到其上的第二封闭件，所述第二封闭件与第一封闭件协作以大体上密封燃料电池堆。
14.根据权利要求13所述的压缩保持***，进一步包括布置在第一封闭件和第二封闭件之间的密封构件。
15.根据权利要求14所述的压缩保持***，其中所述密封构件是组合的电磁干扰和环境刮垢密封件。
16.一种燃料电池***，包括：
燃料电池堆，所述燃料电池堆具有多个燃料电池；和
压缩保持***，包括：
第一端部单元和第二端部单元，所述第一端部单元和第二端部单元使燃料电池堆布置在其间，
弹簧，所述弹簧设置为向燃料电池堆施加压缩力，
第一弹簧板和第二弹簧板，所述弹簧布置在所述第一弹簧板和第二弹簧板之间，
联接到第一弹簧板和第一端部单元的一个片或者一对片，和
联接到第二弹簧板和第二端部单元的弹簧支柱。
17.根据权利要求16所述的燃料电池***，其中第一端部单元和第二端部单元的至少一个包括至少一个燃料电池子***。
18.一种用于组装燃料电池***的方法，包括：
提供具有多个燃料电池的燃料电池堆；
提供压缩保持***，所述压缩保持***包括：使燃料电池堆布置在其间的第一端部单元和第二端部单元，构造为向燃料电池堆施加压缩力的弹簧，使弹簧布置在其间的第一弹簧板和第二弹簧板，联接到第一弹簧板和第一端部单元的一个片或者一对片，和联接到第二弹簧板和第二端部单元的弹簧支柱；
将燃料电池堆布置在压缩保持***的第一端部单元和第二端部单元之间；
紧固压缩保持***的弹簧支柱；
向弹簧支柱施加张力以导致弹簧压缩；
将弹簧支柱联接到第二端部单元；和
去除张力，其中通过以弹簧将第一端部单元推向第二端部单元而将压缩载荷施加到燃料电池堆；
19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括如下步骤：
提供用于组装燃料电池***的压缩安装工具，所述压缩安装工具具有压力板和一对侧板以及紧固到每个侧板的弹簧支柱抓紧轨，所述压力板布置在侧板之间。
20.根据权利要求19所述的方法，其中压力板上的压力导致弹簧支柱上的张力，弹簧支柱上的张力将压缩载荷施加到燃料电池堆。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8697312B2 (en) * 2008-12-16 2014-04-15 Panasonic Corporation Cell stack of fuel cell and method of fastening cell stack of fuel cell
DE102010007981A1 (de) * 2010-02-15 2011-08-18 Daimler AG, 70327 Brennstoffzellenanordnung und Verfahren zu deren Herstellung
US9029040B2 (en) 2012-04-17 2015-05-12 Intelligent Energy Limited Fuel cell stack and compression system therefor
WO2014158768A1 (en) * 2013-03-14 2014-10-02 Enevate Corporation Clamping device for an electrochemical cell stack
US9627706B2 (en) 2013-04-15 2017-04-18 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel-cell-stack manufacturing method and manufacturing device
US9225033B2 (en) * 2013-05-22 2015-12-29 GM Global Technology Operations LLC Fuel cell stack compression system having integrated vehicle mounts
GB2516268A (en) * 2013-07-17 2015-01-21 Intelligent Energy Ltd Fuel cell stack assembly
GB2516264A (en) * 2013-07-17 2015-01-21 Intelligent Energy Ltd Fuel cell stack assembly and method of assembly
US20150068416A1 (en) * 2013-09-11 2015-03-12 Hamilton Sundstrand Space Systems International, Inc. Low profile laminate assemblies
CN107819138B (zh) * 2017-10-25 2019-06-21 大连理工大学 一种改善燃料电池堆内压力分布的结构设计方法
KR102575712B1 (ko) 2017-11-07 2023-09-07 현대자동차주식회사 연료전지 스택
DE102018210176A1 (de) 2018-06-22 2019-12-24 Audi Ag Brennstoffzellenstapel
DE102018210181A1 (de) * 2018-06-22 2019-12-24 Audi Ag Brennstoffzellenstapel
US11746427B2 (en) 2021-07-05 2023-09-05 EvolOH, Inc. Scalable electrolysis cell and stack and method of high-speed manufacturing the same
DE102022205374A1 (de) * 2022-05-30 2023-11-30 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Elektrotechnische Zelleinheit

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0329161A1 (en) * 1988-02-19 1989-08-23 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Arrangement for tightening stack of fuel cell elements
JP2004349052A (ja) * 2003-05-21 2004-12-09 Tokyo Gas Co Ltd 燃料電池のスタック構造
JP2007113707A (ja) * 2005-10-20 2007-05-10 Nhk Spring Co Ltd 固定装置及び固定構造

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4430390A (en) * 1982-09-23 1984-02-07 Engelhard Corporation Compact fuel cell stack
US4849308A (en) * 1988-03-17 1989-07-18 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Manifold seal for fuel cell stack assembly
US5484666A (en) 1994-09-20 1996-01-16 Ballard Power Systems Inc. Electrochemical fuel cell stack with compression mechanism extending through interior manifold headers
US7807316B2 (en) 2006-11-01 2010-10-05 Gm Global Technology Operations, Inc. Fuel cell stack compression retention system with external springs

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0329161A1 (en) * 1988-02-19 1989-08-23 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Arrangement for tightening stack of fuel cell elements
JP2004349052A (ja) * 2003-05-21 2004-12-09 Tokyo Gas Co Ltd 燃料電池のスタック構造
JP2007113707A (ja) * 2005-10-20 2007-05-10 Nhk Spring Co Ltd 固定装置及び固定構造

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