CN111540936B - 燃料电池堆 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及燃料电池堆。燃料电池堆(10)的与第一接线板(62a)连接的第一电力导出部(90a)具有第一导体部(96)和第二导体部(98),第二导体部(98)在配置于第一内侧绝缘件(64a)与第一端板(68a)之间的状态下从第一导体部(96)向比第一内侧绝缘件(64a)的外周端靠外侧延伸,第二导体部(98)位于比第一端板(68a)靠单电池层叠体(22)的层叠方向内侧的位置。
Description
技术领域
本公开涉及燃料电池堆。
背景技术
例如,在专利文献1公开了一种燃料电池堆,该燃料电池堆具备将多个发电单电池层叠而形成的单电池层叠体,所述发电单电池具有电解质膜-电极结构体和隔板。在单电池层叠体的层叠方向的端部朝向外方依次配设接线板、绝缘件(绝缘板)以及端板。
在接线板电连接有用于将发电单电池发电产生的电力取出至外部的电力导出部(接线端子部)。电力导出部沿着单电池层叠体的层叠方向将绝缘件和端板贯通并延伸至端板的外侧。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第4174025号公报。
发明内容
发明所要解决的问题
然而,在接线板的外周侧设置有用于防止反应气体(燃料气体和氧化剂气体)、冷却介质等流体泄漏的密封部。在上述的燃料电池堆中,电力导出部沿着单电池层叠体的层叠方向延伸至端板的外侧,因此电力导出部不会横穿密封部。也就是说,能够确保接线板的外周的密封性。但是,存在燃料电池堆在层叠方向变长的不良情况。
用于解决问题的方案
本发明是考虑这样的问题做出的,目的在于提供一种能够确保接线板的外周的密封性并且使沿着层叠方向的长度缩短的燃料电池堆。
本发明的一方式涉及燃料电池堆,具备将多个发电单电池层叠而形成的单电池层叠体,所述发电单电池具有电解质膜-电极结构体和隔板,在所述单电池层叠体的层叠方向的端部朝向外方依次配设接线板、绝缘件以及端板,在所述接线板电连接有用于将所述发电单电池发电产生的电力取出至外部的电力导出部,在所述绝缘件的与所述单电池层叠体相向的面以围绕所述接线板的方式设置有用于防止流体泄漏的密封部,在该燃料电池堆中,所述电力导出部具有:第一导体部,其以在所述层叠方向贯通所述绝缘件的方式延伸;以及第二导体部,其在配置于所述绝缘件的与所述单电池层叠体相反侧的状态下从所述第一导体部向比所述绝缘件的外周端靠外侧延伸,所述第二导体部位于比所述端板靠所述单电池层叠体的层叠方向内侧的位置。
发明的效果
根据本发明,电力导出部在比端板靠单电池层叠体的层叠方向内侧与外部连接部连接。换言之,电力导出部不向端板的层叠方向外侧突出。因此,能够使燃料电池堆的沿着单电池层叠体的层叠方向的长度缩短。另外,第二导体部在配置于绝缘件的与所述单电池层叠体的相反侧的状态下向比绝缘件的外周端靠外侧延伸。也就是说,第二导体部不横穿绝缘件的密封部,因此能够确保接线板的外周的密封性。
参照附图来说明以下的实施方式,能够容易地理解上述的目的、特征以及优点。
附图说明
图1是本发明的一实施方式涉及的具备燃料电池堆的燃料电池***的一部分剖视俯视图。
图2是沿着图1的II-II线的省略一部分的剖视图。
图3是发电单电池的分解立体图。
图4是从第一内侧绝缘件和第一接线板的层叠方向内侧观察的俯视图。
图5是从第一内侧绝缘件的层叠方向外侧观察的俯视图。
图6是第一内侧绝缘件(第二内侧绝缘件)和第一电力导出部(第二电力导出部)的省略一部分的分解立体图。
图7是从第二内侧绝缘件和第二接线板的层叠方向内侧观察的俯视图。
图8是从第二内侧绝缘件的层叠方向外侧观察的俯视图。
具体实施方式
以下列举适当的实施方式并参照附图来说明具备本发明涉及的燃料电池堆的燃料电池***。
图1所示的燃料电池***12例如搭载于未图示的燃料电池电动汽车。但是,燃料电池***12也能够作为固定安置型来使用。
如图1和图2所示,燃料电池***12具备燃料电池堆10、燃料电池用辅助设备14、辅助设备壳体16以及接触器单元18(参照图2)。
燃料电池堆10具备将多个发电单电池20沿水平方向(箭头符号A方向)层叠而形成的单电池层叠体22。发电单电池20利用燃料气体与氧化剂气体的电化学反应来发电。发电单电池20例如是横长(或者纵长)的长方形的固体高分子型燃料电池。
如图3所示,在发电单电池20的箭头符号B方向(水平方向)的一端缘部沿着箭头符号C方向(上下方向)设置氧化剂气体入口连通孔24a、冷却介质入口连通孔26a以及燃料气体出口连通孔28b。氧化剂气体入口连通孔24a供给含氧气体等氧化剂气体。冷却介质入口连通孔26a供给纯水、乙二醇、油等冷却介质。燃料气体出口连通孔28b排出含氢气体等燃料气体。
在各个发电单电池20设置的氧化剂气体入口连通孔24a在层叠方向(箭头符号A方向)彼此连通。在各个发电单电池20设置的冷却介质入口连通孔26a在层叠方向彼此连通。在各个发电单电池20设置的燃料气体出口连通孔28b在层叠方向彼此连通。
在发电单电池20的箭头符号B方向的另一端缘部沿着箭头符号C方向设置有燃料气体入口连通孔28a、冷却介质出口连通孔26b以及氧化剂气体出口连通孔24b。燃料气体入口连通孔28a供给燃料气体。冷却介质出口连通孔26b排出冷却介质。氧化剂气体出口连通孔24b排出氧化剂气体。
在各个发电单电池20设置的燃料气体入口连通孔28a在层叠方向彼此连通。在各个发电单电池20设置的冷却介质出口连通孔26b在层叠方向彼此连通。在各个发电单电池20设置的氧化剂气体出口连通孔24b在层叠方向彼此连通。
如图2和图3所示,发电单电池20具备带框的电解质膜-电极结构体(以下称为“带框的MEA 30”。)、以及在带框的MEA 30的两侧配置的第一隔板32和第二隔板34。
带框的MEA 30具备电解质膜-电极结构体(以下称为“MEA 36”。)和在MEA 36的外周部设置的框构件38。MEA 36具有电解质膜40、在电解质膜40的一方的面40a设置的阴极电极42、以及在电解质膜40的另一方的面40b设置的阳极电极44。
电解质膜40例如是固体高分子电解质膜(阳离子交换膜)。固体高分子电解质膜例如是含有水分的全氟磺酸的薄膜。电解质膜40被阴极电极42和阳极电极44夹持。电解质膜40除了能够使用氟系电解质以外,还能够使用HC(碳化氢)系电解质。
框构件38形成为四角环状(四角框状)。框构件38的内周端部被阴极电极42的外周端部和阳极电极44的外周端部夹持。但是也可以是,框构件38相对于电解质膜40一体地设置。
阴极电极42具有与电解质膜40的一方的面40a接合的第一电极催化剂层和层叠于第一电极催化剂层的第一气体扩散层。阳极电极44具有与电解质膜40的另一方的面40b接合的第二电极催化剂层和层叠于第二电极催化剂层的第二气体扩散层。
第一隔板32和第二隔板34具有横长(或者纵长)的长方形状。第一隔板32和第二隔板34分别由具有导电性的材料构成。具体来讲,第一隔板32和第二隔板34分别由例如钢板、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的金属板、碳构件等构成。
在第一隔板32的朝向带框的MEA 30的面(以下称为“表面32a”。)设置有与氧化剂气体入口连通孔24a和氧化剂气体出口连通孔24b连通的氧化剂气体流路46。
为了防止流体(氧化剂气体、燃料气体以及冷却介质)向外部泄漏,在第一隔板32的表面32a设置第一密封线48。
在图3中,第一密封线48将氧化剂气体入口连通孔24a、氧化剂气体流路46以及氧化剂气体出口连通孔24b围绕并且使这些连通。另外,第一密封线48将冷却介质入口连通孔26a、冷却介质出口连通孔26b、燃料气体入口连通孔28a以及燃料气体出口连通孔28b个别地围绕。
在图2中,第一密封线48与带框的MEA 30的框构件38气密且液密地抵接。第一密封线48包括第一凸起密封件50和第一树脂件52。第一凸起密封件50通过冲压成形从第一隔板32的表面32a朝向带框的MEA 30鼓出成形。第一树脂件52利用印刷或者涂布等固定于第一凸起密封件50的突出端面。
也可以是,第一树脂件52固定于框构件38。也可以是,不设置第一树脂件52。该情况下,第一凸起密封件50与带框的MEA 30的框构件38直接抵接。也可以是,第一密封线48包括由朝向带框的MEA 30的框构件38突出的弹性体形成的凸状密封部来代替第一凸起密封件50。
如图2和图3所示,在第二隔板34的朝向带框的MEA 30的面(以下称为“表面34a”。)设置有与燃料气体入口连通孔28a和燃料气体出口连通孔28b连通的燃料气体流路54。
为了防止流体(氧化剂气体、燃料气体以及冷却介质)向外部泄漏,在第二隔板34的表面34a设置第二密封线56。
在图3中,第二密封线56将燃料气体入口连通孔28a、燃料气体流路54以及燃料气体出口连通孔28b围绕并且使这些连通。第二密封线56将冷却介质入口连通孔26a、冷却介质出口连通孔26b、氧化剂气体入口连通孔24a以及氧化剂气体出口连通孔24b个别地围绕。
在图2中,第二密封线56与带框的MEA 30的框构件38气密且液密地抵接。第二密封线56包括第二凸起密封件58和第二树脂件60。第二凸起密封件58通过冲压成形从第二隔板34的表面34a朝向带框的MEA 30鼓出成形。第二树脂件60利用印刷或者涂布等固定于第二凸起密封件58的突出端面。
也可以是,第二树脂件60固定于框构件38。也可以是,不设置第二树脂件60。该情况下,第二凸起密封件58与带框的MEA 30的框构件38直接抵接。也可以是,第二密封线56包括由朝向带框的MEA 30的框构件38突出的弹性体形成的凸状密封部来代替第二凸起密封件58。
如图2和图3所示,在彼此邻接的第一隔板32的面32b与第二隔板34的面34b之间沿箭头符号B方向延伸而形成与冷却介质入口连通孔26a和冷却介质出口连通孔26b连通的冷却介质流路61。由燃料气体流路54的背面形状与氧化剂气体流路46的背面形状来形成冷却介质流路61。
如图1和图2所示,在单电池层叠体22的层叠方向一端(箭头符号A1方向的一端)朝向外方依次配设第一接线板62a、第一内侧绝缘件64a、第一外侧绝缘件66a以及第一端板68a。
第一接线板62a由具有导电性的材料例如铜、铝、不锈钢、钛、或者将这些作为主要成分的金属构成。第一接线板62a形成为四边形(参照图4)。
第一内侧绝缘件64a和第一外侧绝缘件66a例如由聚碳酸酯(PC)、酚醛树脂等形成。第一内侧绝缘件64a和第一外侧绝缘件66a形成为横长(或者纵长)的长方形(参照图4)。
第一内侧绝缘件64a与第一外侧绝缘件66a可以由彼此相同的材料、形状、尺寸等构成,也可以由彼此不同的材料、形状、尺寸等构成。
在图4中,在第一内侧绝缘件64a和第一外侧绝缘件66a的箭头符号B方向的一端缘部,沿着箭头符号C方向设置有氧化剂气体入口连通孔24a、冷却介质入口连通孔26a以及燃料气体出口连通孔28b。在第一内侧绝缘件64a和第一外侧绝缘件66a的箭头符号B方向的另一端缘部沿着箭头符号C方向设置燃料气体入口连通孔28a、冷却介质出口连通孔26b以及氧化剂气体出口连通孔24b。
如图2和图4所示,在第一内侧绝缘件64a中的朝向层叠方向内侧的面64ai形成有配置第一接线板62a的四边形的第一内侧凹部70a。
在第一内侧绝缘件64a的与单电池层叠体22相向的面64ai以围绕第一接线板62a的方式设置有用于防止流体(燃料气体、氧化剂气体、冷却介质)泄漏的第一密封部72a。第一密封部72a与位于单电池层叠体22的层叠方向的一端(箭头符号A1方向的一端)的位置的第二隔板34的第二密封线56抵接。
在图4中,第一密封部72a围绕第一接线板62a。另外,第一密封部72a将氧化剂气体入口连通孔24a、氧化剂气体出口连通孔24b、冷却介质入口连通孔26a、冷却介质出口连通孔26b、燃料气体入口连通孔28a以及燃料气体出口连通孔28b个别地围绕。
如图2和图4所示,第一密封部72a配置于在第一内侧绝缘件64a的面64ai形成的第一密封凹部74a。第一密封部72a例如横截面形成为矩形,由具有弹性的高分子材料形成。作为这样的高分子材料,例如能够举出硅橡胶、丙烯橡胶、丁腈橡胶等。第一密封部72a相对于第一密封凹部74a的底面接合。第一密封部72a的位置、尺寸、形状等能够适当地进行设定。
如图5和图6所示,在第一内侧绝缘件64a中的朝向层叠方向外侧的面64ao通过形成多个凹部76a而设置有肋78a。凹部76a的内部的空气作为隔热层发挥功能。凹部76a和肋78a的位置、尺寸以及形状等能够适当地进行设定。
在图2中,在第一外侧绝缘件66a中的朝向层叠方向内侧的面66ai设置与第一内侧绝缘件64a的肋78a的端面78ao抵接的未图示的肋。该肋与肋之间的空气作为隔热层发挥功能。
如图1和图2所示,在单电池层叠体22的层叠方向另一端(箭头符号A2方向的一端)朝向外方依次配设第二接线板62b、第二内侧绝缘件64b、第二外侧绝缘件66b以及第二端板68b。
第二接线板62b由具有导电性的材料例如铜、铝、不锈钢、钛、或者将这些作为主要成分的金属构成。第二接线板62b形成为四边形(参照图7)。
第二内侧绝缘件64b和第二外侧绝缘件66b例如由聚碳酸酯(PC)、酚醛树脂等形成。第二内侧绝缘件64b和第二外侧绝缘件66b形成为横长(或者纵长)的长方形(参照图7)。
第二内侧绝缘件64b与第二外侧绝缘件66b可以由彼此相同的材料、形状、尺寸等构成,也可以由彼此不同的材料、形状、尺寸等构成。
如图2和图7所示,在第二内侧绝缘件64b中的朝向层叠方向内侧的面64bi形成有配置第二接线板62b的四边形的第二内侧凹部70b。
在第二内侧绝缘件64b的与单电池层叠体22相向的面64bi以围绕第二接线板62b的方式设置有用于防止流体(燃料气体、氧化剂气体、冷却介质)泄漏的第二密封部72b。第二密封部72b与位于单电池层叠体22的层叠方向的另一端(箭头符号A2方向的一端)的位置的第一隔板32的第一密封线48抵接。第二密封部72b围绕第二接线板62b。
第二密封部72b配置于在第二内侧绝缘件64b的面64bi形成的第二密封凹部74b。第二密封部72b例如横截面形成为矩形,由具有弹性的高分子材料形成。作为这样的高分子材料,例如能够举出硅橡胶、丙烯橡胶、丁腈橡胶等。第二密封部72b相对于第二密封凹部74b的底面接合。第二密封部72b的位置、尺寸、形状等能够适当地进行设定。
如图6和图8所示,在第二内侧绝缘件64b中的朝向层叠方向外侧的面64bo通过形成多个凹部76b而设置有肋78b。凹部76b的内部的空气作为隔热层发挥功能。凹部76b和肋78b的位置、尺寸以及形状等能够适当地进行设定。
在图2中,在第二外侧绝缘件66b中的朝向层叠方向内侧的面66bi设置有与第二内侧绝缘件64b的肋78b的端面78bo抵接的未图示的肋。该肋与肋之间的空气作为隔热层发挥功能。
如图1和图2所示,燃料电池堆10具有将堆主体79(单电池层叠体22、第一接线板62a、第一内侧绝缘件64a、第一外侧绝缘件66a、第二接线板62b、第二内侧绝缘件64b以及第二外侧绝缘件66b)收容的堆壳体80。
堆壳体80具有外周壳体部82、第一端板68a以及第二端板68b。外周壳体部82从与单电池层叠体22的层叠方向正交的方向将堆主体79的侧面覆盖。外周壳体部82形成为四角筒状。外周壳体部82具有下壁部(未图示)、上壁部82u、左右的侧壁部82s。在上壁部82u与单电池层叠体22之间形成间隙S(参照图2)。
第一端板68a被螺纹构件等多个未图示的紧固构件连结于外周壳体部82的一端。第二端板68b被螺纹构件等多个紧固构件84连结于外周壳体部82的另一端。第一端板68a和第二端板68b对单电池层叠体22施加层叠方向内侧的紧固载荷。
在图1中,燃料电池用辅助设备14具有喷射器、引射器、氢泵、阀类等燃料气体系辅助设备(燃料气体供给设备)。辅助设备壳体16是保护燃料电池用辅助设备14的保护壳体,与第一端板68a连结。
在图2中,接触器单元18配置于上壁部82u的外表面(例如,上表面)。接触器单元18是开关箱,包括接触器86(开闭器)、以及在收容接触器86的状态下在外周壳体部82的外表面配置的接触器壳体88。
在接触器86设置有经由第一电力导出部90a与第一接线板62a电连接的第一外部连接部92a和经由第二电力导出部90b与第二接线板62b电连接的第二外部连接部92b。
在上壁部82u形成有供第一外部连接部92a插通的第一开口部94a和供第二外部连接部92b插通的第二开口部94b。第一外部连接部92a从接触器86经由第一开口部94a向堆壳体80内延伸。第二外部连接部92b从接触器86经由第二开口部94b向堆壳体80内延伸。
如图2和图6所示,第一电力导出部90a是用于将发电单电池20发电产生的电力取出至外部的电力线。第一电力导出部90a具有第一导体部96和第二导体部98。第一导体部96是以在层叠方向贯通第一内侧绝缘件64a的方式沿着层叠方向延伸的圆柱构件。
第一导体部96不限定于圆柱构件,也可以是角柱构件、筒状构件等。第一导体部96由具有导电性的材料例如铜、铝、不锈钢、钛、或者将这些作为主要成分的金属形成。也可以是,第一导体部96由金属以外的具有导电性的材料形成。
在图2中,第一导体部96中的单电池层叠体22侧的端面96i与第一接线板62a接合。第一导体部96与第一接线板62a的接合方式优选焊接,但也可以是螺栓、铆接(日文:リベット)、凿密(日文:かしめ)、粘接剂等。
在图4中,第一导体部96位于比第一接线板62a的中央靠上方并且向侧方偏离的位置。在第一导体部96中的与单电池层叠体22相反侧的端面96o形成螺纹孔100(参照图2和图6)。
第一导体部96相对于第一接线板62a的接合位置能够适当地进行设定。也可以是,第一导体部96和第一接线板62a为一体成形件。
如图2和图6所示,第二导体部98是带状的板(母线)。第二导体部98由具有导电性的材料例如铜、铝、不锈钢、钛、或者将这些作为主要成分的金属形成。第二导体部98在配置于第一内侧绝缘件64a的与单电池层叠体22相反侧(箭头符号A1方向)的状态下,从第一导体部96向比第一内侧绝缘件64a的上方的外周端靠外侧延伸。第二导体部98利用钎焊、凿密、焊接或者螺丝固定等,在比第一端板68a靠单电池层叠体22的层叠方向内侧与第一外部连接部92a电连接。
第二导体部98是L字状的一体成形件,包括第一延伸部102和第二延伸部104。第一延伸部102沿着第一内侧绝缘件64a的面64ao并且沿着箭头符号C方向(上下方向)延伸。具体来讲,第一延伸部102配置于第一内侧绝缘件64a与第一外侧绝缘件66a之间。第一延伸部102配置于在第一外侧绝缘件66a的面66ai形成的外侧凹部105内(参照图2)。第一延伸部102与第一内侧绝缘件64a的肋78a的端面78ao接触(或者靠近)。
在第一延伸部102的一端部(下端部)形成有供作为螺纹构件的紧固构件106插通的孔108。紧固构件106与螺纹孔100螺合,由此将第一导体部96与第二导体部98彼此接合。
在第一延伸部102设置止转部110。止转部110防止以紧固构件106为中心的第一延伸部102旋转。止转部110包括在第一延伸部102的延伸方向的中间部分形成的两个贯通孔112和从第一内侧绝缘件64a突出并且分别插通于两个贯通孔112的两个突起114。
两个贯通孔112在第一延伸部102的宽度方向(箭头符号B方向)排列(参照图6)。突起114形成为圆柱状。各个突起114从第一内侧绝缘件64a的肋78a的端面78ao突出。
紧固构件106不限定于螺纹构件,也可以是凿密、铆接等。贯通孔112和突起114的位置、尺寸、数量、形状等能够适当地进行设定。也可以是,突起114以设为另外的部件的方式与第一内侧绝缘件64a接合。也可以是,突起114设置于第一外侧绝缘件66a。
止转部110如果能够防止以紧固构件106为中心的第一延伸部102旋转,则可以是任意构成。也可以是,止转部110设置于第二延伸部104。另外,也可以是,设置多个用于将第二导体部98与第一导体部96接合的紧固构件106来构成止转部110。也可以是,第一导体部96和第二导体部98为一体成形件。也可以是,第二导体部98相对于第一导体部96焊接或者粘接。
在图2中,第一延伸部102的另一端部(上端部、延伸端部)位于上壁部82u与第一外侧绝缘件66a之间的间隙S的位置。第二延伸部104从第一延伸部102的延伸端部向单电池层叠体22的所在位置侧(箭头符号A2方向)延伸。第二延伸部104与单电池层叠体22彼此分离。
第二延伸部104的延伸端部位于单电池层叠体22与上壁部82u之间的位置。在第二延伸部104的延伸端部连接有第一外部连接部92a。也可以是,将第二延伸部104与第一延伸部102接合来形成第二导体部98。
如图2和图6所示,第二电力导出部90b与第一电力导出部90a同样地构成。因此,省略第二电力导出部90b的结构的说明。
然后,说明如上述那样构成的燃料电池堆10的作用。
如图3所示,向氧化剂气体入口连通孔24a供给含氧气体等氧化剂气体,例如空气。向燃料气体入口连通孔28a供给含氢气体等燃料气体。向冷却介质入口连通孔26a供给纯水、乙二醇、油等冷却介质。
从氧化剂气体入口连通孔24a向第一隔板32的氧化剂气体流路46导入氧化剂气体。而且,氧化剂气体沿着氧化剂气体流路46向箭头符号B方向移动,被供给至MEA 36的阴极电极42。
另一方面,从燃料气体入口连通孔28a向第二隔板34的燃料气体流路54导入燃料气体。而且,燃料气体沿着燃料气体流路54向箭头符号B方向移动,被供给至MEA 36的阳极电极44。
因此,在各个MEA 36处,被供给至阴极电极42的氧化剂气体与被供给至阳极电极44的燃料气体在第一电极催化剂层和第二电极催化剂层内因电化学反应而被消耗,来进行发电。
接着,被供给至阴极电极42并被消耗了的氧化剂气体,从氧化剂气体流路46向氧化剂气体出口连通孔24b流动,沿着氧化剂气体出口连通孔24b向箭头符号A方向被排出。同样地,被供给至阳极电极44并被消耗了的燃料气体,从燃料气体流路54向燃料气体出口连通孔28b流动,沿着燃料气体出口连通孔28b向箭头符号A方向被排出。
另外,被供给至冷却介质入口连通孔26a的冷却介质,被导入至在彼此接合的第一隔板32与第二隔板34之间形成的冷却介质流路61之后,向箭头符号B方向流动。该冷却介质将MEA 36冷却之后,从冷却介质出口连通孔26b被排出。
该情况下,本实施方式涉及的燃料电池堆10起到以下的效果。
电力导出部(第一电力导出部90a和第二电力导出部90b)具有以将绝缘件(第一内侧绝缘件64a和第二内侧绝缘件64b)在层叠方向贯通的方式延伸的第一导体部96、以及在配置于绝缘件(第一内侧绝缘件64a和第二内侧绝缘件64b)的与单电池层叠体22相反侧的状态下从第一导体部96向比绝缘件(第一内侧绝缘件64a和第二内侧绝缘件64b)的外周端靠外侧延伸的第二导体部98。第二导体部98位于比端板(第一端板68a和第二端板68b)靠单电池层叠体22的层叠方向内侧的位置。
根据这样的结构,电力导出部(第一电力导出部90a和第二电力导出部90b)在比端板(第一端板68a和第二端板68b)靠单电池层叠体22的层叠方向内侧与外部连接部(第一外部连接部92a和第二外部连接部92b)连接。换言之,电力导出部(第一电力导出部90a和第二电力导出部90b)不向端板(第一端板68a和第二端板68b)的层叠方向外侧突出。
因此,能够使燃料电池堆10的沿着单电池层叠体22的层叠方向的长度缩短。另外,第二导体部98在配置于绝缘件(第一内侧绝缘件64a和第二内侧绝缘件64b)的与单电池层叠体22相反侧的状态下向比绝缘件(第一内侧绝缘件64a和第二内侧绝缘件64b)的外周端靠外侧延伸。也就是说,第二导体部98不横穿绝缘件(第一内侧绝缘件64a和第二内侧绝缘件64b)的密封部(第一密封部72a和第二密封部72b),因此能够良好地确保接线板(第一接线板62a和第二接线板62b)的外周的密封性。
第二导体部98包括从第一导体部96沿着绝缘件(第一内侧绝缘件64a和第二内侧绝缘件64b)向比绝缘件(第一内侧绝缘件64a和第二内侧绝缘件64b)的外周端靠外侧延伸的第一延伸部102、以及从第一延伸部102的延伸端部向单电池层叠体22所在位置侧延伸的第二延伸部104。
根据这样的结构,能够在比第一延伸部102靠单电池层叠体22所在位置侧将第二导体部98与外部连接部(第一外部连接部92a和第二外部连接部92b)连接。
燃料电池堆10具备从与层叠方向正交的方向将单电池层叠体22、接线板(第一接线板62a和第二接线板62b)以及绝缘件(第一内侧绝缘件64a和第二内侧绝缘件64b)覆盖的外周壳体部82。在外周壳体部82形成有供外部连接部(第一外部连接部92a和第二外部连接部92b)插通的开口部(第一开口部94a和第二开口部94b),在第二导体部98的延伸端部连接有外部连接部(第一外部连接部92a和第二外部连接部92b)。
根据这样的结构,能够由简单的结构容易地将第二导体部98与外部连接部(第一外部连接部92a和第二外部连接部92b)连接。
燃料电池堆10具备将第一导体部96与第二导体部98彼此接合的紧固构件106和防止以紧固构件106为中心的第二导体部98旋转的止转部110。
根据这样的结构,能够容易地对燃料电池堆10进行组装。
止转部110具有从绝缘件(第一内侧绝缘件64a和第二内侧绝缘件64b)突出并且与第二导体部98卡合的多个突起114。
根据这样的结构,能够由简单的结构来防止以紧固构件106为中心的第二导体部98旋转。
燃料电池堆10具备在单电池层叠体22的层叠方向外侧并且在绝缘件(第一内侧绝缘件64a和第二内侧绝缘件64b)与端板(第一端板68a和第二端板68b)之间配设的外侧绝缘件(第一外侧绝缘件66a和第二外侧绝缘件66b)。端板(第一端板68a和第二端板68b)对外侧绝缘件(第一外侧绝缘件66a和第二外侧绝缘件66b)施加朝向单电池层叠体22的层叠方向内侧的紧固载荷。在外侧绝缘件(第一外侧绝缘件66a和第二外侧绝缘件66b)中的与绝缘件(第一内侧绝缘件64a和第二内侧绝缘件64b)相向的面66ai、66bi形成有配置第二导体部98的外侧凹部105。
根据这样的结构,能够对单电池层叠体22施加朝向层叠方向内侧的紧固载荷并且使第二导体部98向比绝缘件(第一内侧绝缘件64a和第二内侧绝缘件64b)的外周端靠外侧延伸。
在绝缘件(第一内侧绝缘件64a和第二内侧绝缘件64b)中的指向与单电池层叠体22相反侧的面64ao、64bo形成肋78a、78b。
根据这样的结构,能够由肋78a、78b来提高绝缘件(第一内侧绝缘件64a和第二内侧绝缘件64b)的刚性。
本发明不限定于上述的结构。也可以是,第二导体部98的第一延伸部102从第一导体部96向侧方或者下方延伸至比绝缘件(第一内侧绝缘件64a和第二内侧绝缘件64b)的外周端靠外侧。
本发明涉及的燃料电池堆不限于上述的实施方式,当然能够在不脱离本发明的主旨的情况下采用各种结构。
Claims (9)
1.一种燃料电池堆,具备将多个发电单电池(20)层叠而形成的单电池层叠体(22),所述发电单电池(20)具有电解质膜-电极结构体(36)和隔板(32、34),
在所述单电池层叠体的层叠方向的端部朝向外方依次配设接线板(62a、62b)、绝缘件(64a、64b)以及端板(68a、68b),
在所述接线板电连接有用于将所述发电单电池发电产生的电力取出至外部的电力导出部(90a、90b),
在所述绝缘件的与所述单电池层叠体相向的面(64ai、64bi)以围绕所述接线板的方式设置用于防止流体泄漏的密封部(72a、72b),在该燃料电池堆(10)中,
所述电力导出部具有:
第一导体部(96),其以在所述层叠方向贯通所述绝缘件的方式延伸;以及
第二导体部(98),其在配置于所述绝缘件的与所述单电池层叠体相反侧的状态下从所述第一导体部向比所述绝缘件的外周端靠外侧延伸,
所述第二导体部位于比所述端板靠所述单电池层叠体的层叠方向内侧的位置,
所述燃料电池堆具备:
紧固构件(106),其将所述第一导体部与所述第二导体部彼此接合;以及
止转部(110),其防止以所述紧固构件为中心的所述第二导体部旋转。
2.根据权利要求1所述的燃料电池堆,其特征在于,
所述第二导体部包括:
第一延伸部(102),其从所述第一导体部沿着所述绝缘件向比所述绝缘件的外周端靠外侧延伸;以及
第二延伸部(104),其从所述第一延伸部的延伸端部向所述单电池层叠体所在位置侧延伸。
3.根据权利要求2所述的燃料电池堆,其特征在于,
所述燃料电池堆具备从与所述层叠方向正交的方向将所述单电池层叠体、所述接线板以及所述绝缘件覆盖的外周壳体部(82),
在所述外周壳体部形成有供外部连接部(92a、92b)插通的开口部(94a、94b),
在所述第二导体部的延伸端部连接有所述外部连接部。
4.根据权利要求1所述的燃料电池堆,其特征在于,
所述止转部具有从所述绝缘件突出并且与所述第二导体部卡合的多个突起(114)。
5.根据权利要求1所述的燃料电池堆,其特征在于,
所述燃料电池堆具备在所述单电池层叠体的层叠方向外侧并且在所述绝缘件与所述端板之间配设的外侧绝缘件(66a、66b),
所述端板对所述外侧绝缘件施加朝向所述单电池层叠体的层叠方向内侧的紧固载荷,
在所述外侧绝缘件中的与所述绝缘件相向的面(66ai、66bi)形成有配置所述第二导体部的外侧凹部(105)。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的燃料电池堆,其特征在于,
在所述绝缘件中的指向与所述单电池层叠体相反侧的面(64ao、64bo),形成肋(78a、78b)。
7.根据权利要求1至5中的任一项所述的燃料电池堆,其特征在于,
在所述绝缘件中的指向所述单电池层叠体的面形成有配置所述接线板的内侧凹部(70a、70b)。
8.根据权利要求6所述的燃料电池堆,其特征在于,
在所述绝缘件中的指向与所述单电池层叠体相反侧的面通过形成凹部(76a、76b)而设置有所述肋,
所述凹部的内部的空气作为隔热层发挥功能。
9.根据权利要求4所述的燃料电池堆,其特征在于,
在所述第二导体部形成有供所述突起插通的贯通孔(112)。
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