JP2012195176A - 燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料電池スタックを構成するエンドプレート150bの一方の表面には、エンドプレート150bの内部に形成された水素流路152内に水素を噴射するための4つのインジェクタ40a,40b,40c,40dが一体的に設けられる。また、エンドプレート150bの他方の表面には、水素流路152内の過圧を防止するためのリリーフ弁50が一体的に設けられる。そして、リリーフ弁50は、4つのインジェクタ40a,40b,40c,40dの噴射軸AXa,AXb,AXc,AXdとずれた軸AXe上に配置される。
【選択図】図3
Description
燃料電池システムであって、
複数の燃料電池セルを積層したセル積層体の積層方向についての両端部にそれぞれエンドプレートが配置された燃料電池スタックと、
前記エンドプレートの内部に形成され、前記エンドプレートの表面に沿って平行な方向に燃料ガスを流すための燃料ガス流路と、
前記エンドプレートの一方の表面に一体的に設けられ、前記燃料ガス流路内に燃料ガスを噴射するためのインジェクタと、
前記エンドプレートの他方の表面に一体的に設けられ、前記燃料ガス流路内の過圧を防止するためのリリーフ弁と、
を備え、
前記リリーフ弁は、前記インジェクタの噴射軸とずれた位置に配置されている、
燃料電池システム。
適用例1記載の燃料電池システムであって、
前記燃料ガス流路は、前記エンドプレートの表面に沿って設けられた溝部と、該溝部を覆う蓋部材とからなる、
燃料電池システム。
適用例2記載の燃料電池システムであって、
前記溝部は、前記エンドプレートの前記セル積層体側の面に形成されている、
燃料電池システム。
適用例2または3記載の燃料電池システムであって、
前記蓋部材は、前記リリーフ弁のボディと一体化されている、
燃料電池システム。
適用例1ないし4のいずれかに記載の燃料電池システムであって、
前記インジェクタは、複数備えられており、
前記燃料電池システムは、さらに、
前記エンドプレートの内部に形成され、前記燃料ガス流路内を流れる燃料ガスよりも高圧の高圧燃料ガスを流すための高圧燃料ガス流路であって、
前記エンドプレートの側面に設けられ、前記高圧燃料ガスが導入される導入口と、
前記エンドプレートの前記一方の表面に設けられ、前記高圧燃料ガスが排出される排出口と、
を有する高圧燃料ガス流路と、
前記排出口から排出された前記高圧燃料ガスを、前記複数のインジェクタの一次側に供給するための高圧燃料ガス配管と、
を備えており、
前記エンドプレートの前記一方の表面において、前記排出口と前記複数のインジェクタとは、直線上に並べて配置されている、
燃料電池システム。
適用例5記載の燃料電池システムであって、
前記エンドプレートの前記一方の表面において、前記排出口は、前記排出口と前記複数のインジェクタとの配置方向についての最も端に配置されている、
燃料電池システム。
A.車両:
図1は、本発明の一実施例としての燃料電池システムを備える車両10の要部構成を示す説明図である。この車両10は、いわゆる電気自動車(燃料電池自動車)であり、電源として、燃料電池スタック100や、図示しないバッテリを含む燃料電池システムを備えている。そして、車両10は、燃料電池スタック100によって発電される電力や、バッテリから出力される電力によって、図示しないモータを駆動し、その動力によって、車輪を回転させて走行する。燃料電池スタック100によって発電された電力は、バッテリに蓄電することも可能である。
図2は、本実施例の燃料電池システムの要部構成を示す説明図である。燃料電池システムは、燃料電池スタック100を備えている。そして、燃料電池スタック100は、図示するように、一端から、エンドプレート150a、絶縁板140a、集電板130a、断熱性能を有する断熱セル120a、複数の燃料電池セルを積層したセル積層体110、断熱セル120b、集電板130b、絶縁板140b、エンドプレート150bの順に積層することによって構成されている。燃料電池スタック100において、断熱セル120a,120bを省略するようにしてもよい。セル積層体110において、燃料電池セルの積層数は、燃料電池スタック100に要求される出力に応じて任意に設定可能である。
図3は、エンドプレート150bの要部構成を示す説明図である。図3(a)に、エンドプレート150bをセル積層体110側(図示した−z側)から見たときの右下部の平面図を示した。また、図3(b)に、エンドプレート150bの図3(a)に示した部分を側面側(図示したx側)から見たときの概略断面図を示した。
以上、本発明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。例えば、以下のような変形が可能である。
上記実施例では、エンドプレート150bに4つのインジェクタ40a,40b,40c,40dが接続されるものとしたが、本発明は、これに限られない。インジェクタの数は、任意に設定可能である。
上記実施例では、エンドプレート150bにおいて、水素流路152は、溝部152dと蓋部材52(リリーフ弁50を含む)とによって形成されるものとしたが、本発明は、これに限られない。鋳造以外の比較的複雑な加工技術を用いて、エンドプレート150bに水素流路152を形成するようにしてもよい。
上記実施例では、エンドプレート150bにおいて、溝部152dは、セル積層体110側の面に形成されるものとしたが、本発明は、これに限られない。他の部位に溝部152dを形成するようにしてもよい。
上記実施例では、蓋部材52は、リリーフ弁50のボディと一体化されているものとしたが、本発明は、これに限られない。リリーフ弁50と蓋部材52とを別体としてもよい。
上記実施例のエンドプレート150bにおいて、水素流路152の形状、および、複数のインジェクタの配置や、高圧水素流路154の形状、および、導入口154i、排出口154oの配置は、適宜、変更し得る。本発明は、一般に、燃料電池スタックを構成するエンドプレートの両面において、リリーフ弁がインジェクタの噴射軸とずれた位置に配置されるようにすればよい。
12…床
14…補強材
20…水素供給配管
30…高圧水素配管
40a,40b,40c,40d…インジェクタ
50…リリーフ弁
52…蓋部材
60…セルモニタ
100…燃料電池スタック
110…セル積層体
120a,120b…断熱セル
130a,130b…集電板
140a,140b…絶縁板
150a,150b…エンドプレート
152…水素流路
152d…溝部
154…高圧水素流路
154i…導入口
154o…排出口
AXa,AXb,AXc,AXd…噴射軸
AXe…軸
Claims (6)
- 燃料電池システムであって、
複数の燃料電池セルを積層したセル積層体の積層方向についての両端部にそれぞれエンドプレートが配置された燃料電池スタックと、
前記エンドプレートの内部に形成され、前記エンドプレートの表面に沿って平行な方向に燃料ガスを流すための燃料ガス流路と、
前記エンドプレートの一方の表面に一体的に設けられ、前記燃料ガス流路内に燃料ガスを噴射するためのインジェクタと、
前記エンドプレートの他方の表面に一体的に設けられ、前記燃料ガス流路内の過圧を防止するためのリリーフ弁と、
を備え、
前記リリーフ弁は、前記インジェクタの噴射軸とずれた位置に配置されている、
燃料電池システム。 - 請求項1記載の燃料電池システムであって、
前記燃料ガス流路は、前記エンドプレートの表面に沿って設けられた溝部と、該溝部を覆う蓋部材とからなる、
燃料電池システム。 - 請求項2記載の燃料電池システムであって、
前記溝部は、前記エンドプレートの前記セル積層体側の面に形成されている、
燃料電池システム。 - 請求項2または3記載の燃料電池システムであって、
前記蓋部材は、前記リリーフ弁のボディと一体化されている、
燃料電池システム。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載の燃料電池システムであって、
前記インジェクタは、複数備えられており、
前記燃料電池システムは、さらに、
前記エンドプレートの内部に形成され、前記燃料ガス流路内を流れる燃料ガスよりも高圧の高圧燃料ガスを流すための高圧燃料ガス流路であって、
前記エンドプレートの側面に設けられ、前記高圧燃料ガスが導入される導入口と、
前記エンドプレートの前記一方の表面に設けられ、前記高圧燃料ガスが排出される排出口と、
を有する高圧燃料ガス流路と、
前記排出口から排出された前記高圧燃料ガスを、前記複数のインジェクタの一次側に供給するための高圧燃料ガス配管と、
を備えており、
前記エンドプレートの前記一方の表面において、前記排出口と前記複数のインジェクタとは、直線上に並べて配置されている、
燃料電池システム。 - 請求項5記載の燃料電池システムであって、
前記エンドプレートの前記一方の表面において、前記排出口は、前記排出口と前記複数のインジェクタとの配置方向についての最も端に配置されている、
燃料電池システム。
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