燃料电池堆制造技术

本发明专利技术提供一种燃料电池堆。在燃料电池堆（10）中，具有非对称三角形的入口缓冲部（40a）。入口连结流路（50au1）连通上方侧的冷却介质入口连通孔（22a）与入口缓冲部（40a），另一方面，入口连结流路（50ad1）连通下方侧的冷却介质入口连通孔（22a）与所述入口缓冲部（40a）。入口连结流路（50au1）和入口连结流路（50ad1）设定为相互不同的流路条数。

Fuel cell stack

The present invention provides a fuel cell stack. In the fuel cell stack (10), an inlet of the asymmetric triangle (40a) is provided. Link entrance flow path (50au1) cooling medium entrance connected above the side connection hole (22a) and buffer (40a), entrance on the other hand, connecting the entrance flow path (50ad1) connected to the lower side of the cooling medium entrance hole (22a) and the entrance buffer (40a). Link entrance flow path (50au1) and link entrance flow path (50ad1) set for different number of flow lutiao.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃料电池堆，该燃料电池堆具有层叠了在电解质膜的两侧设置有一对电极的电解质膜/电极结构体、和隔板的燃料电池，层叠多个所述燃料电池而成。
技术介绍
例如，固体高分子型燃料电池具有用一对隔板挟持在由高分子离子交换膜构成的电解质膜的两侧分别配设阳极电极以及阴极电极的电解质膜/电极结构体（MEA）的单位电池单元。这种燃料电池通常通过层叠规定数量的单位电池单元而作为车载用燃料电池堆使用。在上述燃料电池中，在一方的隔板的面内，与阳极电极对置地设置用于流过燃料气体的燃料气体流路，并在另一方的隔板的面内，与阴极电极对置地设置用于流过氧化剂气体的氧化剂气体流路。进而，在构成各燃料电池、彼此相邻的隔板间，沿隔板面形成用于使冷却介质在电极范围内流动的冷却介质流路。进而，在这种燃料电池中，在内部具备：贯通单位电池单元的层叠方向而用于流过燃料气体的燃料气体入口连通孔以及燃料气体出口连通孔、用于流过氧化剂气体的氧化剂气体入口连通孔以及氧化剂气体出口连通孔、和用于流过冷却介质的冷却介质入口连通孔以及冷却介质出口连通孔，构成上述所谓的内部歧管型燃料电池的情况较多。例如，国际公开第2010／082589号公开的燃料电池堆中，层叠了在电解质的两侧设置有一对电极的电解质/电极结构体、和平面为矩形的金属隔板。在金属隔板的电极对置面具备发电构件，其设有沿电极提供作为燃料气体或氧化剂气体的反应气体的波浪形气体流路。在发电构件间形成作为所述波浪形气体流路的背面形状的冷却介质流路，来相互层叠该发电构件。并且，在金属隔板的相互对置的一方的2边，设有在层叠方向贯通、并用于流过反应气体的反应气体入口连通孔以及反应气体出口连通孔。在金属隔板的相互对置的另一方的2边，设有一对冷却介质入口连通孔以及一对冷却介质出口连通孔，它们在层叠方向上贯通、至少接近反应气体入口连通孔或反应气体出口连通孔，分别分配到各边，用于使冷却介质流过。因此，由于分别分配设置一对冷却介质入口连通孔以及一对冷却介质出口连通孔，因此，能对冷却介质流路全域均匀且确实地提供冷却介质。然而，在上述燃料电池中，实际上冷却介质入口连通孔与冷却介质流路间，经由多条连结流路连通、并且在所述冷却介质流路的入口侧位于一对冷却介质入口连通孔间地设置缓冲部的情况较多。为此，冷却介质从冷却介质入口连通孔穿过连结流路而提供给冷却介质流路、即发电部（电极部），并通过迂回到缓冲部而提供到所述发电部的中央部位。然而，冷却介质由于要流过最短流路，因此有可能不能将所述冷却介质充分地提供到发电部的中央部位。另一方面，例如，由于反应气体入口连通孔以及反应气体出口连通孔的开口形状、加固部件或定位部件等其它的构成要素的位置、形状等原因，缓冲部易于构成为非对称形状。例如，使用非对称三角形的缓冲部。因此，由于缓冲部的宽度形状沿冷却介质流路的宽度方向为非对称，因此从一对冷却介质入口连通孔分别向所述缓冲部提供的冷却介质易于在该缓冲部不均匀地流通。由此，发电部内的温度变得不均匀，有可能会发生局部的劣化或滞留水。
技术实现思路
本专利技术为了解决这种问题而提出，目的在于，提供能以简单的构成，在发电部整个面均等地提供冷却介质、能尽可能地抑制温度的不均匀引起的局所的劣化或滞留水的发生的燃料电池堆。本专利技术涉及如下燃料电池堆，具有层叠了在电解质膜的两侧设置有一对电极的电解质膜/电极结构体和隔板的燃料电池，层叠多个所述燃料电池，并在相互相邻的所述隔板间形成有使冷却介质沿隔板面流通的冷却介质流路，在所述冷却介质流路的入口侧，在流路宽度方向上夹着所述冷却介质流路设置一对冷却介质入口连通孔，并且，在所述冷却介质流路的出口侧，在所述流路宽度方向上夹着所述冷却介质流路形成一对冷却介质出口连通孔。在该燃料电池堆中，在冷却介质流路的入口侧，位于一对冷却介质入口连通孔间设置缓冲部，另一方面，在所述冷却介质流路的出口侧，位于一对冷却介质出口连通孔间设置缓冲部。缓冲部构成为在从流路宽度方向的中央向所述流路宽度方向的一方进行了偏离的位置具有顶点的非对称三角形。一对冷却介质入口连通孔和入口侧的缓冲部分别通过连结流路连通，并且一对冷却介质出口连通孔和出口侧的缓冲部分别通过连结流路连通。并且，至少一对冷却介质入口连通孔或一对冷却介质出口连通孔各自的连结流路彼此设定为相互不同的流路条数。另外，在该燃料电池堆中，至少冷却介质入口连通孔或冷却介质出口连通孔将开口形状设定为沿冷却介质流路的流动方向为长条的长方形，且在所述长方形的长边方向的中间部位设置将该长方形分割为第1区域以及第2区域的弯梁部。进而，在该燃料电池堆中，至少冷却介质入口连通孔将开口形状设定为沿冷却介质流路的流动方向为长条的长方形，且设置开口截面积朝向接近缓冲部的方向而变小的倾斜部。根据本专利技术，对应于非对称三角形的缓冲部，将构成一对连通孔的各个连结流路彼此设定为相互不同的流路条数。由此，在缓冲部中，能对难以流过冷却介质的部位提供多于其它部位的所述冷却介质，能对冷却介质流路整体均等地提供该冷却介质。由此，能以简单的构成，跨发电部整面均等地提供冷却介质，能尽可能地抑制温度的不均匀引起的局部的劣化或滞留水的产生。另外，根据本专利技术，至少冷却介质入口连通孔或冷却介质出口连通孔通过弯梁部分割为第1区域和第2区域。由此，在第1区域以及第2区域，对压损低的一方、即截面积大的一方提供更多的冷却介质。因此，仅将弯梁部设定在期望的位置就能向冷却介质流路整体均等地提供冷却介质。由此，能以简单的构成，跨发电部整面均等地提供冷却介质，能尽可能地抑制温度的不均匀引起的局所的劣化或滞留水的产生。进而，根据本专利技术，至少冷却介质入口连通孔设置开口截面积朝向接近缓冲部的方向而变小的倾斜部。由此，冷却介质从倾斜部向缓冲部的中央侧导出。因此，能对缓冲部确实地提供冷却介质，不仅与一对冷却介质入口连通孔相邻的宽度方向两端侧，还有宽度方向中央部侧确实地提供冷却介质。由此，能对缓冲部整体良好地提供冷却介质，能对冷却介质流路整体均等地提供所述冷却介质。由此，能以简单的构成，跨发电部整面均等地提供冷却介质，能尽可能地抑制温度的不均匀引起的局所的MEA的劣化或滞留水的产生。上述目的、特征以及优点将会在从参照附图而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池堆，具有层叠了在电解质膜（24）的两侧设置有一对电极（26、28）的电解质膜/电极结构体（12）和隔板（14、16）的燃料电池（11），层叠多个所述燃料电池（11），并在相互相邻的所述隔板（14、16）之间形成有使冷却介质沿隔板面流通的冷却介质流路（38），在所述冷却介质流路（38）的入口侧，在流路宽度方向上夹着所述冷却介质流路设置一对冷却介质入口连通孔（22a），并且，在所述冷却介质流路（38）的出口侧，在所述流路宽度方向上夹着所述冷却介质流路（38）设置一对冷却介质出口连通孔（22b），所述燃料电池堆的特征在于，在所述冷却介质流路（38）的入口侧，位于所述一对冷却介质入口连通孔（22a）之间设置缓冲部（40a），另一方面，在所述冷却介质流路（38）的出口侧，位于所述一对冷却介质出口连通孔（22b）之间设置缓冲部（40b），所述缓冲部（40a、40b）构成为在从所述流路宽度方向的中央向所述流路宽度方向的一方进行了偏离的位置具有顶点（40ae）的非对称三角形，所述一对冷却介质入口连通孔（22a）和入口侧的所述缓冲部（40a）分别通过连结流路（50aul、50adl）连通，并且，所述一对冷却介质出口连通孔（22b）和出口侧的所述缓冲部（40b）分别通过连结流路（50bul，50bdl）连通，至少所述一对冷却介质入口连通孔（22a）或所述一对冷却介质出口连通孔（22b）各自的连结流路（50aul、50adl）彼此设定为相互不同的流路条数。...

【技术特征摘要】
2012.11.21 JP 2012-255172;2012.11.21 JP 2012-255321.一种燃料电池堆，具有层叠了在电解质膜（24）的两侧
设置有一对电极（26、28）的电解质膜/电极结构体（12）和隔板
（14、16）的燃料电池（11），
层叠多个所述燃料电池（11），并在相互相邻的所述隔板（14、
16）之间形成有使冷却介质沿隔板面流通的冷却介质流路（38），
在所述冷却介质流路（38）的入口侧，在流路宽度方向上夹
着所述冷却介质流路设置一对冷却介质入口连通孔（22a），并
且，在所述冷却介质流路（38）的出口侧，在所述流路宽度方向
上夹着所述冷却介质流路（38）设置一对冷却介质出口连通孔
（22b），
所述燃料电池堆的特征在于，
在所述冷却介质流路（38）的入口侧，位于所述一对冷却介
质入口连通孔（22a）之间设置缓冲部（40a），另一方面，在所
述冷却介质流路（38）的出口侧，位于所述一对冷却介质出口连
通孔（22b）之间设置缓冲部（40b），
所述缓冲部（40a、40b）构成为在从所述流路宽度方向的中
央向所述流路宽度方向的一方进行了偏离的位置具有顶点
（40ae）的非对称三角形，
所述一对冷却介质入口连通孔（22a）和入口侧的所述缓冲
部（40a）分别通过连结流路（50aul、50adl）连通，
并且，所述一对冷却介质出口连通孔（22b）和出口侧的所
述缓冲部（40b）分别通过连结流路（50bul，50bdl）连通，
至少所述一对冷却介质入口连通孔（22a）或所述一对冷却
介质出口连通孔（22b）各自的连结流路（50aul、50adl）彼此设
定为相互不同的流路条数。
2.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其特征在于，
接近所述缓冲部（40a）的所述顶点（40ae）一侧的所述连结
流路（50adl）的流路条数设定为少于远离所述缓冲部（40a）的

\t所述顶点（40ae）一侧的所述连结流路（50aul）的流路条数的数
量。
3.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其特征在于，
与所述缓冲部（40a）接近地沿所述流路宽度方向设置：使
氧化剂气体在所述燃料电池（11）的层叠方向上流通的氧化剂气
体连通孔（18a）、和使燃料气体在所述层叠方向上流通的燃料
气体连通孔（20b），
所述氧化剂气体连通孔（18a）的开口面积设定为大于所述
燃料气体连通孔（20b）的开口面积，所述缓冲部（40a）的所述
顶点（40ae）的位置被设定为从所述流路宽度方向的中央向所述
燃料气体连通孔（20b）侧进行了偏离。
4.一种燃料电池堆，具有层叠了在电解质膜（24）的两侧
设置有一对电极（26、28）的电解质膜/电极结构体（72）和隔板
（74、76）的燃料电池（71），
层叠多个所述燃料电池（71），并在相互相邻的所述隔板（74、
76）之间形成有使冷却介质沿隔板面流通的冷却介质流路（38），
在所述冷却介质流路（38）的入口侧，在流路宽度方向上夹
着所...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木征治，南云健司，石田坚太郎，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP