JP5065601B2 - 燃料電池スタック - Google Patents
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Description
前記供給側加熱手段は、前記供給側連絡路側の内壁の前記ブリッジに対応する位置に配置されていることを特徴とする。
また、前記セパレータは四角形状であり、前記供給側連通孔は、前記セパレータの角部に配置されていることを特徴とする。
また、前記供給側連通孔と隣り合い、冷却媒体が流れる連通孔が配置されていることを特徴とする。
また、前記供給側連通孔の内壁は、前記単セルを積層することにより凹凸に形成され、前記供給側加熱手段は、外面が前記内壁の凹凸に沿って構成されていることを特徴とする。
また、前記排出側連通孔には、排出側加熱手段が設けられ、前記セパレータは、前記反応ガス流通路と前記排出側連通孔とを連通させる排出側連絡路を備え、前記排出側加熱手段は、前記排出側連通孔を構成する内壁のうち、前記排出側連絡路側の内壁を除く内壁を覆う形状を有することを特徴とする。なお、排出側連絡路は、後記する実施形態の連絡路14i,15iに相当する。
また、前記積層体に投入される前記反応ガスの温度を検出する第1温度センサと、前記積層体の表面温度を検出する第2温度センサと、を備え、前記反応ガスの温度と前記表面温度とに基づいて前記供給側加熱手段を制御する制御装置を備えることを特徴とする。なお、第1温度センサは、後記する実施形態の温度センサ61,62に相当し、第2温度センサは、後記する実施形態の温度センサ60に相当する。
また、前記加熱手段は、シート状であることが好ましい。これにより、複数の単セルが積層されることによって形成される連通孔の内壁の凹凸をなくして平滑化できるので、反応ガスの圧力損失を低減することが可能になる。その結果、各単セル間での反応ガスの供給のバラツキを縮小でき、セル電圧のバラツキを縮小させることが可能になる。
まず、車両のイグニッション(IG)70がオン状態にされると(ステップS1)、制御装置50はシステムを起動する(ステップS2)。このシステム起動では、遮断弁34を開弁して、高圧水素タンク33から燃料電池スタックFCのアノード電極12に対して、加湿装置35で加湿された水素を供給するとともに、エアコンプレッサ43を駆動して外気を取り込んで、加湿装置44で加湿された空気(酸素)を燃料電池スタックFCのカソード電極13に供給する。このとき、加湿された水素は、エンドプレート3に形成された貫通孔3aから供給され、加湿された空気は、貫通孔3dから供給される。
2 積層体
10,20 ヒータ(加熱手段)
11 固体高分子電解質膜(電解質膜)
12 アノード電極(電極)
13 カソード電極(電極)
14,15 セパレータ
FC 燃料電池スタック
R1,R2 供給側連通孔
R3,R4 排出側連通孔
Claims (8)
- 電解質膜の両面に一対の電極を配置してなる膜電極接合体を一対のセパレータで挟持して構成した単セルがその厚み方向に複数積層された積層体を備え、前記積層体には、前記セパレータを前記厚み方向に貫通して、前記各単セルの電極に反応ガスを供給するための供給側連通孔と、前記各単セルからのオフガスを排出するため排出側連通孔とが設けられた内部マニホールド型の燃料電池スタックであって、
前記供給側連通孔には供給側加熱手段が設けられ、
前記セパレータは、前記電極に対応する領域に前記反応ガスを流通させる反応ガス流通路、および前記反応ガス流通路と前記供給側連通孔とを連通させる供給側連絡路を備え、
前記供給側加熱手段は、前記供給側連通孔を構成する内壁のうち、前記供給側連絡路側の内壁を除く内壁を覆う形状を有することを特徴とする燃料電池スタック。 - 前記供給側連絡路は、幅方向に間隔を開けて配置される複数のブリッジを有し、
前記供給側加熱手段は、前記供給側連絡路側の内壁の前記ブリッジに対応する位置に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池スタック。 - 前記セパレータは四角形状であり、
前記供給側連通孔は、前記セパレータの角部に配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の燃料電池スタック。 - 前記供給側連通孔と隣り合い、冷却媒体が流れる連通孔が配置されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の燃料電池スタック。
- 前記供給側連通孔の内壁は、前記単セルを積層することにより凹凸に形成され、
前記供給側加熱手段は、外面が前記内壁の凹凸に沿って構成されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の燃料電池スタック。 - 前記排出側連通孔には、排出側加熱手段が設けられ、
前記セパレータは、前記反応ガス流通路と前記排出側連通孔とを連通させる排出側連絡路を備え、
前記排出側加熱手段は、前記排出側連通孔を構成する内壁のうち、前記排出側連絡路側の内壁を除く内壁を覆う形状を有することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の燃料電池スタック。 - 前記積層体に投入される前記反応ガスの温度を検出する第1温度センサと、
前記積層体の表面温度を検出する第2温度センサと、を備え、
前記反応ガスの温度と前記表面温度とに基づいて前記供給側加熱手段を制御する制御装置を備えることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の燃料電池スタック。 - 前記供給側加熱手段は、シート状であることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の燃料電池スタック。
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