CN110391431A - 燃料电池用隔板构件和燃料电池堆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及燃料电池用隔板构件和燃料电池堆，在构成燃料电池堆(10)的隔板构件(110)的第一隔板(36)设置第一肋(90a、90b)，所述第一肋(90a、90b)以从第一隔板(36)中的第一密封线(58a)与载荷承受部(64a、64b)之间的部位朝向夹着MEA(34)而位于相反的一侧位置的第二隔板(37)的方式突出，并且沿着第一密封线(58a)的延伸方向呈线状地延伸，在第一肋(90a、90b)的延伸方向的至少一方的端部形成开口部(96)。

Description

燃料电池用隔板构件和燃料电池堆

技术领域

本公开涉及燃料电池用隔板构件和燃料电池堆，该燃料电池用隔板构件和燃料电池堆具备构成燃料电池堆的电池单体的隔板。

背景技术

例如，固体高分子型燃料电池具备由隔板夹持电解质膜-电极结构体(M EA)而成的电池单体(发电单电池)，电解质膜-电极结构体(MEA)在由高分子离子交换膜形成的电解质膜的两侧分别配设阳极电极和阴极电极。在隔板设置沿着电解质膜-电极结构体的发电面流动反应气体的反应气体流路、以及围着反应气体流路来防止反应气体的泄漏的密封部。

电池单体通常通过层叠规定的数量并紧固，由此例如作为车载用燃料电池堆来使用。因此，密封部的密封面因燃料电池堆的紧固载荷被推压向设置在MEA的外周部或者MEA的框部。即，在密封部的密封面作用有规定的表面压力。

另外，在该种燃料电池堆中，存在从外部施加冲击载荷的情况。此时，电池单体容易发生向与层叠方向正交的方向(没有施加紧固载荷的方向)移动。

例如，在美国专利申请公开2016/0072145号说明书，提出了能够抑制这样移动的燃料电池堆。在该燃料电池堆的隔板具备从其外周部向外方突出的板状的载荷承受部。在从外部向燃料电池堆施加冲击载荷时，载荷承受部与从堆壳体的内表面朝向内方突出的突出部接触。由此，能够抑制电池单体在与层叠方向正交的方向移动。

发明内容

发明所要解决的问题

隔板中的支承载荷承受部的部位(支承部)需要提高刚性。为了提高支承部的刚性，当以从隔板中的密封部与载荷承受部之间的部位朝向夹着MEA而位于相反的一侧位置的相反侧隔板的方式突出成形肋时，肋的突出端面与相反侧隔板(在相反侧隔板成形的肋的突出端面)接触。

肋的延伸方向的端部的刚性比较高而难以挠曲(撓む)。因此，燃料电池堆的紧固载荷会作用于肋的端部，在密封部中的靠近肋延伸方向的端部的部分所作用的表面压力变得比较小(表面压力减弱)。因此，会导致作用于密封部的表面压力不规则分布。

用于解决问题的方案

本发明是考虑这样的课题做出的，目的在于提供能够使隔板中的载荷承受部所设置的支承部的刚性提高并且能够减少在隔板的密封部所作用的表面压力的不规则分布的燃料电池用隔板构件和燃料电池堆。

为了实现上述目的，本发明涉及的燃料电池用隔板构件，具备构成燃料电池堆的电池单体的隔板、以及以从所述隔板的外周部向外方突出的方式设置于所述隔板的板状的载荷承受部，所述电池单体具有相反侧隔板，该相反侧隔板与所述隔板夹着电解质膜-电极结构体并位于与所述隔板相反的一侧位置，所述燃料电池用隔板构件的特征在于，在所述隔板设置：密封部，其在所述隔板的外周部围绕来与所述电解质膜-电极结构体密接，由此防止流体从所述电解质膜-电极结构体与所述隔板之间泄漏；以及肋，其以从所述隔板中的所述密封部与所述载荷承受部之间的部位朝向所述相反侧隔板的方式突出，并且沿着所述密封部的延伸方向呈线状地延伸，在所述肋的延伸方向的至少一方的端部形成开口部。

优选的是，在上述的燃料电池用隔板构件中，在俯视观察所述隔板时，所述密封部呈波状地延伸，所述肋的延伸方向的端部与所述密封部中的以相对于所述隔板的外缘部而凹陷的方式弯曲的凹状弯曲部相向。

优选的是，在上述的燃料电池用隔板构件中，所述肋的突出长度与所述密封部的沿着所述隔板的厚度方向的长度相同。

优选的是，在上述的燃料电池用隔板构件中，在所述隔板设置增强肋，所述增强肋从所述肋向与所述肋的延伸方向交叉的方向延伸。

本发明涉及的燃料电池堆的特征在于，层叠多个具有上述的燃料电池用隔板构件的电池单体。

优选的是，在上述的燃料电池堆中，所述电池单体具有将作为所述隔板的第一隔板与第二隔板相互接合而成的接合隔板，在所述第二隔板没有设置所述载荷承受部。

根据本发明，肋从隔板中的密封部与载荷承受部之间的部位突出，因此能够使隔板中的设置有载荷承受部的支承部的刚性提高。

另外，在肋的延伸方向的至少一方的端部形成开口部，因此能够使肋的延伸方向的端部的刚性适度地降低。由此，在将燃料电池用隔板构件组装于燃料电池堆而在层叠方向施加紧固载荷时，能够使肋的延伸方向的端部有效果地挠曲。由此，能够抑制在密封部中的靠近肋延伸方向的端部的部分的密封部所作用的压力(表面压力)降低。因此，能够减少在隔板的密封部所作用的表面压力的不规则分布。

参照附图来说明以下的实施方式，从而能够容易地理解上述的目的、特征以及优点。

附图说明

图1是具备本发明的一实施方式涉及的燃料电池用隔板构件的燃料电池堆的一部分的分解立体图。

图2是图1的燃料电池堆的示意性的横剖视图。

图3是构成图1的燃料电池堆的电池单体的主要部分的分解立体图。

图4是沿着图2的IV-IV线的一部分的省略剖视图。

图5A是示出第一肋和载荷承受部的一部分的省略立体图，图5B是示出第二肋的一部分的省略立体图。

图6A是第一变形例涉及的隔板构件的一部分的省略俯视图，图6B是第二变形例涉及的隔板构件的一部分的省略俯视图。

具体实施方式

以下，例举优选的实施方式并参照附图来说明本发明涉及的燃料电池用隔板构件和燃料电池堆。

如图1所示，本实施方式涉及的燃料电池堆10具备层叠多个电池单体12而成的层叠体14。燃料电池堆10例如以多个电池单体12的层叠方向(箭头符号A方向)沿着燃料电池汽车的水平方向(车宽度方向或者车长度方向)的方式被搭载于燃料电池汽车。但也可以是，燃料电池堆10以多个电池单体12的层叠方向沿着燃料电池汽车的铅垂方向(车高度方向)的方式被搭载于燃料电池汽车。

在层叠体14的层叠方向(箭头符号A方向)的一端，朝向外方依次地经由端子板16a和绝缘板18a来配设端板20a。在层叠体14的层叠方向的另一端，朝向外方依次地经由端子板16b和绝缘板18b来配设端板20b。

也就是说，一组端板20a、20b位于多个电池单体12的层叠方向的两端。从端板20a的中央部延伸出与端子板16a连接的输出端子22a。从端板20b的中央部延伸出与端子板16b连接的输出端子22b。

各个端板20a、20b具有横长的长方形状。如图1和图2所示，在端板20a、20b的各个边之间配置连结构件24a～24d(连结杆)。各个连结构件24a～24d的两端被螺栓26固定在端板20a、20b的内表面(参照图1)。由此，连结构件24a～24d对层叠体14施加层叠方向(箭头符号A方向)的紧固载荷。

连结构件24a位于从端板20a、20b的一方长边的中央向一端侧偏离的位置。连结构件24b位于从端板20a、20b的另一方长边的中央向另一端侧偏离的位置。连结构件24c、24d位于端板20a、20b的各个短边的中央的位置。

燃料电池堆10具备盖部28，该盖部28从与层叠方向正交的方向覆盖层叠体14。盖部28具有：横长板形状的一组侧板30a、30b，其构成端板20a、20b的宽度方向(箭头符号C方向)的两端的两个面；以及横长板形状的一组侧板30c、30d，其构成端板20a、20b的长度方向(箭头符号B方向)的两端的两个面。各个侧板30a～30d被螺栓32固定于端板20a、20b的侧面。可以根据需要使用盖部28，也能够设为不要盖部28。盖部28也可以由一体的铸件或者一体的挤压材料来形成侧板30a～30d。

如图3和图4所示，电池单体12具备MEA 34(电解质膜-电极结构体)、以及夹持MEA34的第一隔板36和第二隔板37。

在图3中，在电池单体12的长边方向即箭头符号B方向的一端缘部，沿着箭头符号C方向(铅垂方向)排列设置氧化剂气体入口连通孔38a、冷却介质入口连通孔40a以及燃料气体出口连通孔42b。各个电池单体12的氧化剂气体入口连通孔38a在多个电池单体12的层叠方向(箭头符号A方向)相互连通，供给氧化剂气体、例如含氧气体。各个电池单体12的冷却介质入口连通孔40a在箭头符号A方向相互连通，供给冷却介质。各个电池单体12的燃料气体出口连通孔42b在箭头符号A方向相互连通，排出燃料气体、例如含氢气体。

在电池单体12的箭头符号B方向的另一端缘部，沿着箭头符号C方向排列设置燃料气体入口连通孔42a、冷却介质出口连通孔40b以及氧化剂气体出口连通孔38b。各个电池单体12的燃料气体入口连通孔42a在箭头符号A方向相互连通，供给燃料气体。各个电池单体12的冷却介质出口连通孔40b在箭头符号A方向相互连通，排出冷却介质。各个电池单体12的氧化剂气体出口连通孔38b在箭头符号A方向相互连通，排出氧化剂气体。

此外，氧化剂气体入口连通孔38a和氧化剂气体出口连通孔38b、燃料气体入口连通孔42a和燃料气体出口连通孔42b、以及冷却介质入口连通孔40a和冷却介质出口连通孔40b也分别形成于端板20a(参照图1)。

氧化剂气体入口连通孔38a和氧化剂气体出口连通孔38b、燃料气体入口连通孔42a和燃料气体出口连通孔42b、以及冷却介质入口连通孔40a和冷却介质出口连通孔40b的配置和形状不限定于本实施方式。只要根据所要求的规格适当地设定即可。

如图3和图4所示，在第一隔板36的朝向MEA 34的面36a，设置与氧化剂气体入口连通孔38a和氧化剂气体出口连通孔38b连通的氧化剂气体流路44。氧化剂气体流路44具有沿着箭头符号B方向延伸的多个氧化剂气体流路槽。

在第二隔板37的朝向MEA 34的面37a设置与燃料气体入口连通孔42a和燃料气体出口连通孔42b连通的燃料气体流路46。燃料气体流路46具有沿着箭头符号A方向延伸的多个燃料气体流路槽。

在第一隔板36与第二隔板37彼此相向的面36b、37b之间一体地形成冷却介质流路48。冷却介质流路48具有沿着箭头符号B方向延伸的多个冷却介质流路槽。

MEA 34例如具有：作为含有水分的全氟磺酸的薄膜的固体高分子电解质膜50(阳离子交换膜)、以及夹持固体高分子电解质膜50的阴极电极52和阳极电极54。

固体高分子电解质膜50除了使用氟系电解质以外，还可以使用HC(碳化氢)系电解质。固体高分子电解质膜50具有比阴极电极52和阳极电极54大的平面尺寸(外形尺寸)。即，固体高分子电解质膜50与阴极电极52和阳极电极54相比向外周侧突出。在固体高分子电解质膜50的向外周侧突出的部分也可以是由不透过反应气体的框形状的膜构成的。膜的内周与阴极电极52和阳极电极54的外周接触。

阴极电极52与固体高分子电解质膜50的面50a接合。阳极电极54与固体高分子电解质膜50的面50b接合。阴极电极52和阳极电极54分别包括电极催化剂层和气体扩散层。电极催化剂层是在气体扩散层的表面均匀地涂布表面承载有白金合金的多孔质碳粒子而形成的。气体扩散层由碳纸、碳布等构成。

此外，MEA 34也可以构成为，使固体高分子电解质膜50的平面尺寸形成为比阴极电极52和阳极电极54的平面尺寸小，并且在阴极电极52的外周缘部与阳极电极54的外周缘部之间夹持具有框形状的树脂膜(树脂框构件)。该情况下，MEA 34也可以是，阴极电极52设定为比固体高分子电解质膜50小的平面尺寸，并且阳极电极54设定为与固体高分子电解质膜50相同的平面尺寸，即，台阶MEA。但也可以是，MEA 34为，阳极电极54设定为比固体高分子电解质膜50小的平面尺寸，并且阴极电极52设定为与固体高分子电解质膜50相同的平面尺寸。另外，MEA 34不限定于台阶MEA，也可以将两者的气体扩散层设定为彼此相同的平面尺寸。此外，树脂膜构成为不透过反应气体。

第一隔板36和第二隔板37形成为长方形(四边形)。第一隔板36和第二隔板37例如是将钢板、不锈钢板、铝板、镀处理钢板、或者在其金属表面实施了用于防腐蚀的表面处理而形成的金属薄板的截面冲压成型为波形来构成的。第一隔板36和第二隔板37在使面36b与面37b相向并且接触的状态下通过对外周进行焊接、钎焊、铆接等而接合为一体，构成接合隔板39。

如图4和图5A所示，在第一隔板36，朝向MEA 34一体地鼓出成形第一密封线58a(密封部)。第一密封线58a的突出端面即第一密封面59a是与固体高分子电解质膜50的面50a气密地接触的平坦面(参照图4)。但也可以是，第一密封线58a的突出端面为圆角形状(R形状)。

第一密封线58a在第一隔板36的外周部围绕，由此防止流体(燃料气体、氧化剂气体以及冷却介质)从第一隔板36与MEA 34之间向外部泄漏。即，第一密封线58a的第一密封面59a与固体高分子电解质膜50的面50a或者外周的树脂膜直接接触(密接)并弹性变形，由此构成为用于密封的金属凸起密封件。

此外也可以是，在作为金属凸起密封件的第一密封线58a的突出端面设置具有弹性的树脂件。该情况下，第一密封面59a被设置于树脂件。另外也可以是，第一密封线58a由具有弹性的橡胶密封构件形成。

在图3和图5A中，在俯视观察第一隔板36时，第一密封线58a呈波状地延伸。第一密封线58a的波形的周期和振幅只要适当设定为能够得到良好的密封特性即可。即，第一密封线58a具有第一凹状弯曲部60a与第一凸状弯曲部61a交替地配置的结构。第一凹状弯曲部60a以相对于第一隔板36的外缘部而凹陷的方式弯曲。第一凸状弯曲部61a以朝向第一隔板36的外缘部而突出的方式弯曲。但也可以是，第一密封线58a呈直线状地延伸。

第一密封线58a的侧壁63相对于第一隔板36的厚度方向(层叠方向即箭头符号A方向)倾斜。因此，第一密封线58a的沿着第一隔板36的厚度方向的截面形状形成为梯形。此外也可以是，第一密封线58a的侧壁63与第一隔板36的厚度方向平行。即，也可以是，第一密封线58a的沿着第一隔板36的厚度方向的截面形状形成为矩形。

如图4和图5B所示，在第二隔板37，朝向MEA 34一体地鼓出成形第二密封线58b。第二密封线58b的突出端面即第二密封面59b是与固体高分子电解质膜50的面50b气密地接触的平坦面(参照图4)。但也可以是，第二密封线58b的第二密封面59b鼓出为圆角形状。

第二密封线58b在第二隔板37的外周部围绕，由此防止流体(燃料气体、氧化剂气体以及冷却介质)从第二隔板37与MEA 34之间泄漏。即，第二密封线58b的第二密封面59b与固体高分子电解质膜50的面50b或者外周的树脂膜直接接触(密接)并弹性变形，由此构成为用于密封的金属凸起密封件。

此外也可以是，在作为金属凸起密封件的第二密封线58b的突出端面设置具有弹性的树脂件。该情况下，第二密封面59b设置于树脂件。另外也可以是，第二密封线58b由具有弹性的橡胶密封构件形成。

如图3和图5B所示，在俯视观察第二隔板37时，第二密封线58b呈波状地延伸。第二密封线58b的波的周期和振幅只要适当设定为能够得到良好的密封特性即可。即，第二密封线58b具有第二凹状弯曲部60b与第二凸状弯曲部61b交替地配置的结构。第二凹状弯曲部60b以相对于第二隔板37的外缘部而凹陷的方式弯曲。第二凸状弯曲部61b以朝向第二隔板37的外缘部而突出的方式弯曲。但也可以，第二密封线58b呈直线状地延伸。

第二密封线58b的侧壁65相对于第二隔板37的厚度方向倾斜。因此，第二密封线58b的沿着第二隔板37的厚度方向的截面形状形成为梯形。此外也可以是，第二密封线58b的侧壁65与第二隔板37的厚度方向平行。即，也可以是，第二密封线58b的沿着第二隔板37的厚度方向的截面形状形成为矩形。

如图2和图3所示，在第一隔板36的一方长边，支承部62a朝向外方(箭头符号C方向)突出成形。支承部62a以与连结构件24a相向的方式位于从第一隔板36的一方长边的中央向一端侧偏离的位置(参照图2)。支承部62a通过冲压成型来与第一隔板36设置为一体。但也可以，支承部62a相对于第一隔板36接合。

如图2至图5A所示，在支承部62a设置板状的载荷承受部64a，该载荷承受部64a用于承受与电池单体12的层叠方向正交的方向(箭头符号B方向)的外部载荷(冲击载荷)。在图4和图5A中，载荷承受部64a具备从支承部62a朝向箭头符号C方向来向外方突出的凸部68、以及与凸部68一体地设置并与支承部62a接合的安装部70。

在连结构件24a形成的凹部66a内***载荷承受部64a的凸部68(参照图2)。凸部68具有位于其宽度方向(箭头符号B方向)的中央部的凸部主体72、以及从凸部主体72的宽度方向的两端朝向宽度方向的两侧鼓出的一组鼓出部74。

在图4中，在凸部主体72的中央部形成定位孔80，用于在制造燃料电池堆10时定位各个电池单体12的棒78能够插通该定位孔80。此外，在完成各个电池单体12的定位之后，棒78既可以从定位孔80拔出，也可以留在定位孔80。

如图4和图5A所示，凸部68具有构成其外形形状的基底部84、以及覆盖基底部84的外表面的绝缘部86。基底部84与安装部70通过对一个金属板进行冲压成型而成形为一体。作为构成基底部84和安装部70的材料能够例举与构成第一隔板36和第二隔板37的材料同样的材料。绝缘部86切断基底部84与连结构件24a之间的电连接。

安装部70形成为大致长方形，并且在箭头符号B方向延伸。安装部70位于支承部62a的箭头符号B方向的中央部的位置。安装部70在与支承部62a的面(第一隔板36的面36a)重合的状态下通过焊接或者钎焊等来相对于支承部62a接合。安装部70与支承部62a相互接合的接合部88(焊接凸起部)沿着安装部70的长度方向(箭头符号B方向)延伸。

如图2和图3所示，在第一隔板36的另一方长边，支承部62b朝向外方(箭头符号C方向)突出成形。支承部62b以与连结构件24b相向的方式位于从第一隔板36的另一方长边的中央向另一端侧偏离的位置(参照图2)。支承部62b通过冲压成型来与第一隔板36设置为一体。但也可以是，支承部62b相对于第一隔板36接合。

在图2至图5A中，在支承部62b设置板状的载荷承受部64b，该载荷承受部64b用于承受与电池单体12的层叠方向正交的方向(箭头符号B方向)的外部载荷(冲击载荷)。与上述的载荷承受部64a同样地构成载荷承受部64b。换言之，载荷承受部64b具有将载荷承受部64a上下反转了的形状。因此，省略载荷承受部64b的详细的结构的说明。此外，在连结构件24b形成的凹部66b内***载荷承受部64b的凸部68(参照图2)。

在第一隔板36成形用于使支承部62a的刚性提高的第一肋90a、90b。如图4和图5A所示，第一肋90a以从第一隔板36中的载荷承受部64a与第一密封线58a之间的部位朝向夹着MEA 34而位于与第一隔板36相反的一侧位置的第二隔板37(相反侧隔板)的方式突出。第一肋90a与第一隔板36冲压成型为一体。

第一肋90a沿着第一密封线58a的延伸方向(箭头符号B方向)呈直线状地延伸。但也可以是，第一肋90a呈波状地延伸。第一肋90a沿着载荷承受部64a的安装部70，在箭头符号B方向延伸与安装部70大致相同的长度。第一肋90a的突出端面92是平坦面。但也可以，第一肋90a的突出端面92鼓出为圆角形状。第一肋90a的突出长度与第一密封线58a的突出长度(沿着第一隔板36的厚度方向的长度)大致相同。

第一肋90a的侧壁94相对于第一隔板36的厚度方向(层叠方向即箭头符号A方向)倾斜。因此，第一肋90a的沿着第一隔板36的厚度方向的截面形状形成为梯形。当向层叠方向施加紧固载荷时，第一肋90a进行弹性变形。此外也可以是，第一肋90a的侧壁94与第一隔板36的厚度方向平行。即，也可以是，第一肋90a的沿着第一隔板36的厚度方向的截面形状形成为矩形。

在图5A中，在第一肋90a的两端部形成向第一肋90a的延伸方向开口的开口部96。此外也可以是，开口部96仅形成于第一肋90a的单方的端部。即，第一肋90a的作为里侧凹形状的内部空间98经由开口部96来与第一隔板36的朝向MEA 34的面36a侧的空间99连通。该情况下，空间99位于第一密封线58a的外侧的位置，因此反应气体不会流至外部。第一肋90a的构成两端的短边沿着箭头符号C方向呈直线状地延伸。第一肋90a的延伸方向的两端部与第一密封线58a的第一凹状弯曲部60a相向。

第一肋90b以从载荷承受部64b与第一密封线58a之间的部位朝向夹着M EA 34而位于与第一隔板36相反的一侧位置的第二隔板37的方式突出。第一肋90b沿着载荷承受部64b的安装部70，在箭头符号B方向延伸与安装部70大致相同的长度。与上述的第一肋90a同样地构成第一肋90b。因此，省略第一肋90b的结构的说明。

在本实施方式中，载荷承受部64a与第一隔板36的支承部62a接合，并且载荷承受部64b与第一隔板36的支承部62b接合，由此构成燃料电池用隔板构件(以下称为“隔板构件110”)。

如图3至图4以及图5B所示，在第二隔板37以与第一肋90a、90b相向的方式成形两个第二肋100a、100b。如图4和图5B所示，第二肋100a以从第二隔板37中的比第二密封线58b靠外周部朝向夹着MEA 34而位于与第二隔板37相反的一侧位置的第一隔板36(第一肋90a、90b)的方式突出。第二肋100a与第二隔板37冲压成型为一体。

第二肋100a沿着第二密封线58b的延伸方向(箭头符号B方向)呈直线状地延伸。但也可以是，第二肋100a呈波状地延伸。第二肋100a全长与第一肋90a的全长大致相同。第二肋100a的突出端面102是平坦面。但也可以是，第二肋100a的突出端面102鼓出为圆角形状。第二肋100a的突出长度与第二密封线58b的突出长度(沿着第二隔板37的厚度方向的长度)大致相同。第二肋100a的突出端面102与第一肋90a的突出端面92抵接。

第二肋100a的侧壁104相对于第二隔板37的厚度方向(层叠方向即箭头符号A方向)倾斜。因此，第二肋100a的沿着第二隔板37的厚度方向的截面形状形成为梯形。当在层叠方向被施加紧固载荷时，第二肋100a进行弹性变形。此外也可以是，第二肋100a的侧壁104与第二隔板37的厚度方向平行。即，也可以是，第二肋100a的沿着第二隔板37的厚度方向的截面形状形成为矩形。

在图5B中，在第二肋100a的两端部形成向第二肋100a的延伸方向开口的开口部106。此外也可以是，开口部106仅形成于第二肋100a的单方的端部。即，第二肋100a的作为里侧凹形状的内部空间108经由开口部106来与第二隔板37的朝向MEA 34的面37a侧的空间109连通。该情况下，空间109位于第二密封线58b的外侧的位置，因此反应气体不会流至外部。第二肋100a的构成两端的短边沿着箭头符号C方向呈直线状地延伸。第二肋100a的延伸方向的两端部与第二密封线58b的第二凹状弯曲部60b相向。

与上述的第二肋100a同样地构成第二肋100b。因此，省略第二肋100b的结构的说明。

然后，说明构成为这样的燃料电池堆10的作用。

首先，如图1所示，向端板20a的氧化剂气体入口连通孔38a供给含氧气体等氧化剂气体、例如空气。向端板20a的燃料气体入口连通孔42a供给含氢气体等燃料气体。向端板20a的冷却介质入口连通孔40a供给纯水、乙二醇、油等冷却介质。

如图3所示，氧化剂气体从氧化剂气体入口连通孔38a被导入至第一隔板36的氧化剂气体流路44。氧化剂气体沿着氧化剂气体流路44向箭头符号B方向移动，被供给至电解质膜-电极结构体的阴极电极52。

另一方面，燃料气体从燃料气体入口连通孔42a被导入至第二隔板37的燃料气体流路46。燃料气体沿着燃料气体流路46向箭头符号B方向移动，被供给至电解质膜-电极结构体的阳极电极54。

因此，在各个MEA 34中，被供给至阴极电极52的氧化剂气体与被供给至阳极电极54的燃料气体因电化学反应被消耗，来进行发电。

接着，被供给至阴极电极52并被消耗了的氧化剂气体沿着氧化剂气体出口连通孔38b在箭头符号A方向被排出。同样地，被供给至阳极电极54并被消耗了的燃料气体沿着燃料气体出口连通孔42b在箭头符号A方向被排出。

另外，被供给至冷却介质入口连通孔40a的冷却介质在被导入至在第一隔板36与第二隔板37之间形成的冷却介质流路48之后，在箭头符号B方向流通。该冷却介质将MEA 34冷却之后，从冷却介质出口连通孔40b被排出。

在本实施方式中，当从外部向燃料电池堆10施加箭头符号B方向的冲击载荷时，载荷承受部64a与连结构件24a的构成凹部66a的壁面接触并且载荷承受部64b与连结构件24b的构成凹部66b的壁面接触。由此，能够抑制电池单体12在箭头符号B方向发生位置偏差。

本实施方式涉及的隔板构件110和燃料电池堆10实现到以下的效果。

第一肋90a、90b以从第一隔板36中的第一密封线58a与载荷承受部64a、64b之间的部位朝向夹着MEA 34而位于与第一隔板36相反的一侧位置的第二隔板37(相反侧隔板)的方式突出，并且沿着第一密封线58a的延伸方向呈线状地延伸。在第一肋90a、90b的延伸方向的两端部形成开口部96。

由此，能够利用第一肋90a、90b来使第一隔板36中的设置有载荷承受部64a、64b的支承部62a、62b的刚性提高。

另外，在第一肋90a、90b的延伸方向的两端部形成有开口部96，因此能够使第一肋90a、90b的延伸方向的端部的刚性适度地降低。由此，在将隔板构件110组装于燃料电池堆10而在层叠方向施加紧固载荷时，能够使第一肋90a、90b的延伸方向的端部有效地挠曲。由此，能够抑制第一密封线58a中的靠近第一肋90a、90b的延伸方向的两端部的部分的表面压力降低。因此，能够抑制第一密封线58a的表面压力发生偏差。

在俯视观察第一隔板36时，第一密封线58a呈波状地延伸。第一肋90a、90b的延伸方向的两端部与第一密封线58a中的以相对于第一隔板36的外缘部而凹陷的方式弯曲的第一凹状弯曲部60a相向。

由此，能够相对地延长第一肋90a、90b的延伸方向的两端部与第一密封线58a的分离距离，因此能够有效地抑制第一密封线58a中的与第一肋90a、90b的端部靠近的第一凹状弯曲部60a的表面压力降低。

第一肋90a、90b的突出长度与第一密封线58a的沿着第一隔板36的厚度方向的长度(第一密封线58a的突出长度)大致相同。由此，能够有效地提高支承部62a、62b的刚性，并且能够抑制第一密封线58a的表面压力发生偏差。第一肋90a、90b的突出端面92与第二肋100a、100b的突出端面102相互抵接。由此，能够提高第一肋90a、90b与第二肋100a、100b的刚性。

本发明不限定于上述的结构。燃料电池堆10也可以具备图6A所示的第一变形例涉及的隔板构件110a。此外，在第一变形例涉及的隔板构件110a中，对与上述的隔板构件110相同的结构附加相同的附图标记，并省略其详细说明。关于后述的第二变形例涉及的隔板构件110b也是同样的。

如图6A所示，在构成隔板构件110a的第一隔板36设置从第一肋90a向载荷承受部64a所位于的一侧突出的多个第一增强肋112a、以及从第一肋90a向第一密封线58a所位于的一侧突出的多个第二增强肋112b。在第一肋90a的两端部形成向第一肋90a的延伸方向开口的开口部96(参照图5A)。

也就是说，第一增强肋112a与第二增强肋112b从第一肋90a向与第一肋90a的延伸方向交叉的方向(正交的方向)延伸。多个第一增强肋112a在第一肋90a的延伸方向被设置为等间隔。第一增强肋112a的突出长度(沿着第一隔板36的厚度方向的长度)与第一肋90a的突出长度大致相同。

多个第二增强肋112b在第一肋90a的延伸方向被设置为等间隔。第二增强肋112b的突出长度(沿着第一隔板36的厚度方向的长度)与第一肋90a的突出长度大致相同。

第一增强肋112a与第二增强肋112b从第一肋90a的延伸方向以相同的位置向两侧延伸。换言之，第一增强肋112a与第二增强肋112b在箭头符号C方向并排。此外，第一增强肋112a和第二增强肋112b没有被设置在第一肋90a的两端部。

第一增强肋112a和第二增强肋112b与第一肋90a同样地被设置在第一肋90b。该情况下，在第一肋90b的两端部形成向第一肋90b的延伸方向开口的开口部96(参照图5A)。此外，第一增强肋112a和第二增强肋112b也可以被设置在第二隔板37的第二肋100a、100b。该情况下，在第二肋100a、100b的两端部形成向第二肋100a、100b的延伸方向开口的开口部106(参照图5B)。

根据这样的结构，能够利用第一增强肋112a和第二增强肋112b来使第一隔板36的支承部62a、62b的刚性更有效果地提高。

燃料电池堆10也可以具备图6B所示的第二变形例涉及的隔板构件110b。如图6B所示，在构成隔板构件110b的第一隔板36设置上述的第一增强肋112a和第二增强肋112b。

该第一增强肋112a与第二增强肋112b在第一肋90a的延伸方向被相互错开(锯齿状)地配置。此外，在第一肋90a的两端部形成向第一肋90a的延伸方向开口的开口部96(参照图5A)。也就是说，第二增强肋112b从第一肋90a中的彼此相邻地延伸的第一增强肋112a之间的部分延伸出。通过这样的隔板构件110b实现与上述的隔板构件110a同样的效果。

图6B所示的第一增强肋112a和二增强肋112b也可以与第一肋90a同样地被设置在第一肋90b。该情况下，在第一肋90b的两端部形成向第一肋90b的延伸方向开口的开口部96(参照图5A)。另外，如图6B所示的第一增强肋112a和第二增强肋112b也可以被设置在第二隔板37的第二肋100a、100b。该情况下，在第二肋100a、100b的两端部形成向第二肋100a、100b的延伸方向开口的开口部106(参照图5B)。

载荷承受部64a、64b也可以位于第一隔板36各个长边的中央的位置。另外，也可以在第一隔板36的各个长边或者各个短边设置两个以上载荷承受部64a、64b。也可以在第一隔板36和第二隔板37两方设置载荷承受部64a、64b。

本发明涉及的燃料电池用隔板构件和燃料电池堆不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，当然能够采用各种结构。

Claims (9)

1.一种燃料电池用隔板构件，其具备构成燃料电池堆的电池单体的隔板、以及以从所述隔板的外周部向外方突出的方式设置于所述隔板的板状的载荷承受部，所述电池单体具有相反侧隔板，该相反侧隔板与所述隔板夹着电解质膜-电极结构体并位于与所述隔板相反的一侧位置，所述燃料电池用隔板构件的特征在于，

在所述隔板设置：

密封部，其在所述隔板的外周部围绕来与所述电解质膜-电极结构体密接，由此防止流体从所述电解质膜-电极结构体与所述隔板之间泄漏；以及

肋，其以从所述隔板中的所述密封部与所述载荷承受部之间的部位朝向所述相反侧隔板的方式突出，并且沿着所述密封部的延伸方向呈线状地延伸，

其中，在所述肋的延伸方向的至少一方的端部形成开口部。

2.根据权利要求1所述的燃料电池用隔板构件，其特征在于，

在俯视观察所述隔板时，所述密封部呈波状地延伸，

所述肋的延伸方向的端部与所述密封部中的以相对于所述隔板的外缘部而凹陷的方式弯曲的凹状弯曲部相向。

3.根据权利要求1所述的燃料电池用隔板构件，其特征在于，

所述肋的突出长度与所述密封部的沿着所述隔板的厚度方向的长度相同。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的燃料电池用隔板构件，其特征在于，

在所述隔板设置增强肋，所述增强肋从所述肋向与所述肋的延伸方向交叉的方向延伸。

5.根据权利要求1所述的燃料电池用隔板构件，其特征在于，

所述肋沿着所述载荷承受部中的安装于所述隔板的安装部，延伸与该安装部大致相同的长度。

6.根据权利要求4所述的燃料电池用隔板构件，其特征在于，

所述增强肋的沿着所述隔板的厚度方向的突出长度与所述肋的突出长度大致相同。

7.根据权利要求4所述的燃料电池用隔板构件，其特征在于，

沿着所述肋的延伸方向等间隔地设置多个所述增强肋。

8.一种燃料电池堆，其层叠多个电池单体，所述电池单体具有根据权利要求1至7中的任一项所述的燃料电池用隔板构件。

9.根据权利要求8所述的燃料电池堆，其特征在于，

所述电池单体具有将作为所述隔板的第一隔板与第二隔板相互接合而成的接合隔板，

在所述第二隔板没有设置所述载荷承受部。