燃料电池模块制造技术

燃料电池模块(1)具备容器(70)和放射状地配置于容器的内侧的多个电池部件(CS)。在容器的内侧形成有供与多个电池的内侧部分进行热交换的第一流体流动的第一流体流路(230)，并且形成有供与多个电池的外侧部件进行热交换的第二流体流动的第二流体流路(240)。作为形成第一流体流路的部位且与电池部件进行热交换的第一热交换部位(72)与电池部件的传热面积比作为形成第二流体流路的部位且与电池进行热交换的第二热交换部位(73)与电池部件的传热面积小。在第一流体流路流动的第一流体与电池部件的温度差比在第二流体流路流动的第二流体与电池部件的温度差大。二流体与电池部件的温度差大。二流体与电池部件的温度差大。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料电池模块
[0001]相关申请的相互参照
[0002]本申请基于2019年11月27日申请的日本专利申请号2019
‑
214232号，并将其记载内容作为参照组入于此。


[0003]本专利技术涉及一种燃料电池模块。

技术介绍

[0004]近年来，作为下一代能源，提出了能够使用含有氢气的燃料气体和含有氧的氧化剂气体而得到电力的燃料电池模块(例如，参照专利文献1)。
[0005]专利文献1公开了一种燃料电池模块，在圆筒状容器的中央部设置在轴向上延伸的原燃料气体通路，将原燃料气体通路的中途部分扩大成圆筒状而构成重整器，并且将原燃料气体通路的端部扩大成圆筒状而构成歧管。该燃料电池模块在重整器与歧管之间的区域中，以包围原燃料气体通路的方式放射状地配置多个电池。
[0006]在专利文献1中，说明了通过放射状地配置电池且在电池的两端配置重整器和歧管，能够使电池堆的温度分布均匀。可以认为其说明了电池堆的两端部的各电池的温度分布。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本特开2011
‑
113829号公报
[0010]然而，在专利文献1中，仅探讨了电池堆两端部的各电池的温度分布的均匀化，没有考虑到电池的内侧部分与外侧部分的温度分布。电池的内侧部分与外侧部分的温度分布的扩大是导致燃料电池的发电效率的降低、耐久性的降低的主要原因。此外，内侧部分与外侧部分的温度分布不限于多个电池放射状地配置的情况，同样存在于多个电池堆放射状地配置的情况。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的在于提供一种能够降低放射状地配置的多个电池部件的内侧部分与外侧部分的温度分布的燃料电池模块。
[0012]根据本专利技术的一个观点，燃料电池模块具备：
[0013]容器；以及
[0014]多个电池部件，该多个电池部件放射状地配置于容器的内侧，
[0015]在容器的内侧形成有第一流体流路和第二流体流路，该第一流体流路供第一流体流动，该第一流体与将多个电池部件放射状地配置时的电池部件的内侧部分进行热交换，该第二流体流路供第二流体流动，该第二流体与将多个电池部件放射状地配置时的电池部件的外侧部分进行热交换，
[0016]第一热交换部位与电池部件的传热面积比第二热交换部位与电池部件的传热面积小，该第一热交换部位是形成第一流体流路的部位且与电池部件进行热交换，该第二热交换部位是形成第二流体流路的部位且与电池部件进行热交换，
[0017]在第一流体流路流动的第一流体与电池部件的温度差比在第二流体流路流动的第二流体与电池部件的温度差大。
[0018]这样，通过使第一流体在第一流体流路流动，而该第一流体与电池部件的温度差比第二流体与电池部件的温度差大，该第一流体流路与电池部件的传热面积比第二流体流路与电池部件的传热面积小，从而，因在电池部件的内侧的对流而引起的传热量与因在电池部件的外侧的对流而引起的传热量的差变小。
[0019]根据本专利技术的另一观点，燃料电池模块具备：
[0020]容器；以及
[0021]多个电池部件，该多个电池部件放射状地配置于容器的内侧，
[0022]在容器的内侧形成有第一流体流路和第二流体流路，该第一流体流路供第一流体流动，该第一流体与将多个电池部件放射状地配置时的电池部件的内侧部分进行热交换，该第二流体流路供第二流体流动，该第二流体与将多个电池部件放射状地配置时的电池部件的外侧部分进行热交换，
[0023]第一热交换部位与电池部件的传热面积比第二热交换部位与电池部件的传热面积小，该第一热交换部位是形成第一流体流路的部位且与电池部件进行热交换，该第二热交换部位是形成第二流体流路的部位且与电池部件进行热交换，
[0024]在第一流体流路流动的第一流体的流速比在第二流体流路流动的第二流体的流速大。
[0025]这样，通过使第一流体在第一流体流路流动，而该第一流体的流速比第二流体的流速大，该第一流体流路与电池部件的传热面积比第二流体流路与电池部件的传热面积小，从而，第一流体流路的热传递率比第二流体流路的热传递率大。由此，因在电池部件的内侧部分的对流而引起的传热量与因在外侧部分的对流而引起的传热量的差变小，从而能够降低电池部件的内侧部分与外侧部分的温度分布。
[0026]此外，在各结构要素等标注的带括号的参照符号表示该结构要素等与后述的实施方式所记载的具体结构要素等的对应关系的一例。
附图说明
[0027]图1是包括第一实施方式的燃料电池模块的燃料电池系统的概略结构图。
[0028]图2是用于说明电池内部的电化学反应的说明图。
[0029]图3是第一实施方式的电池堆的示意性的立体图。
[0030]图4是表示电池收容器的内侧的电池堆的配置方式的示意性的立体图。
[0031]图5是表示电池收容器的内侧的电池堆的配置方式的示意性的俯视图。
[0032]图6是收容了第一实施方式的电池堆的电池收容器的示意性的剖视图。
[0033]图7是用于说明第一电池调温器和第二电池调温器各自的传热部位的说明图。
[0034]图8是用于说明第一实施方式的燃料电池模块的电池堆周围的空气的流动方式的说明图。
[0035]图9是收容了第二实施方式的电池堆的电池收容器的示意性的剖视图。
[0036]图10是收容了第三实施方式的电池堆的电池收容器的示意性的剖视图。
[0037]图11是收容了第四实施方式的电池堆的电池收容器的示意性的剖视图。
[0038]图12是收容了第五实施方式的电池堆的电池收容器的示意性的剖视图。
具体实施方式
[0039]以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。此外，在以下的实施方式中，有对与先行的实施方式中已说明的事项相同或等同的部分标注相同的参照符号并省略其说明的情况。另外，在实施方式中，在仅对结构要素的一部分进行说明的情况下，能够将先行的实施方式中已说明的结构要素应用于结构要素的其他部分。以下的实施方式只要是在组合没有特别地发生障碍的范围内，即使在没有特别明示的情况下也能够将各实施方式之间进行部分地组合。
[0040](第一实施方式)
[0041]参照图1～图8对本实施方式进行说明。在本实施方式中，如图1所示，对于将本专利技术的燃料电池模块1应用于具备固体氧化物型的燃料电池10的燃料电池系统的例子进行说明。
[0042]燃料电池模块1包括燃料处理系统和电池系统，是通过隔热材料覆盖该燃料处理系统和电池系统而保持于高温的热模块。燃料电池模块1构成为包括固体氧化物型的燃料电池10、空气预热器22、水蒸发器42、重整器33、燃烧器63以及容器70。
[0043]固体氧化物型的燃料电池10一般也被称为SOFC(Solid Oxide Fuel Cell的缩写)，工作温度为高温(例如，500℃～1000℃)。燃料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种燃料电池模块，其特征在于，具备：容器(70)；以及多个电池部件(CS)，该多个电池部件放射状地配置于所述容器的内侧，在所述容器的内侧形成有第一流体流路(230)和第二流体流路(240)，该第一流体流路供第一流体流动，该第一流体与将多个所述电池部件放射状地配置时的所述电池部件的内侧部分进行热交换，该第二流体流路供第二流体流动，该第二流体与将多个所述电池部件放射状地配置时的所述电池部件的外侧部分进行热交换，第一热交换部位(72)与所述电池部件的传热面积比第二热交换部位(73)与所述电池部件的传热面积小，该第一热交换部位是形成所述第一流体流路的部位且与所述电池部件进行热交换，该第二热交换部位是形成所述第二流体流路的部位且与所述电池部件进行热交换，在所述第一流体流路流动的所述第一流体与所述电池部件的温度差比在所述第二流体流路流动的所述第二流体与所述电池部件的温度差大。2.根据权利要求1所述的燃料电池模块，其特征在于，在所述电池部件的冷却或者保温时，在所述第一流体流路流动的所述第一流体的温度比在所述第二流体流路流动的所述第二流体的温度低。3.根据权利要求1或2所述的燃料电池模块，其特征在于，在所述第一流体流路流动的所述第一流体的流速比在所述第二流体流路流动的所述第二流体的流速大。4.一种燃料电池模块，其特征在于，具备：容器(70)；以及多个电池部件(CS)，该多个电池部件放射状地配置于所述容器的内侧，在所述容器的内侧形成有第一流体流路(230)和第二流体流路(240)，该第一流体流路供第一流体流动，该第一流体与将多个所述电池部件放射状地配置时的所述电池部件的内...

【专利技术属性】
技术研发人员：早坂厚，向原佑辉，小代卓史，长田康弘，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：