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公開番号2022175657
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-11-25
出願番号2021082272
出願日2021-05-14
発明の名称燃料電池
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01M 8/2483 20160101AFI20221117BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】単セル間のガスシール性が高く、且つ、冷媒流路断面積が大きい燃料電池を提供する。
【解決手段】燃料電池であって、複数の単セル、冷却板、及びガスケットを備え、前記冷却板は、複数の前記単セルのうち互いに隣り合う2つの前記単セルの間に配置され、前記冷却板は、冷媒流路として機能する複数の凹溝を有するコルゲート状の板であり、前記ガスケットは、前記冷却板の厚さより大きな高さの第1凸部を有し、且つ、前記隣り合う2つの単セルのマニホールドをシールし、前記ガスケットは、前記第1凸部の側部の少なくとも一部に、前記第1凸部と同じ方向に凸部を有する第2凸部を備えることを特徴とする。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
燃料電池であって、
複数の単セル、
冷却板、及び
ガスケットを備え、
前記冷却板は、複数の前記単セルのうち互いに隣り合う2つの前記単セルの間に配置され、
前記冷却板は、冷媒流路として機能する複数の凹溝を有するコルゲート状の板であり、
前記ガスケットは、前記冷却板の厚さより大きな高さの第1凸部を有し、且つ、隣り合う2つの前記単セルのマニホールドをシールし、
前記ガスケットは、前記第1凸部の側部の少なくとも一部に、前記第1凸部と同じ方向に凸部を有する第2凸部を備えることを特徴とする燃料電池。
続きを表示(約 100 文字)【請求項2】
前記第2凸部は、前記第1凸部の高さ以下の高さを有する、請求項1に記載の燃料電池。
【請求項3】
前記冷媒流路には、冷却水又は空気を流す、請求項1又は2に記載の燃料電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、燃料電池に関する。
続きを表示(約 1,800 文字)【背景技術】
【0002】
燃料電池(FC)は、1つの単セル(以下、セルと記載する場合がある)又は複数の単セルを積層した燃料電池スタック(以下、単にスタックと記載する場合がある)で構成され、水素等の燃料ガスと酸素等の酸化剤ガスとの電気化学反応によって電気エネルギーを取り出す発電装置である。なお、実際に燃料電池に供給される燃料ガスおよび酸化剤ガスは、酸化・還元に寄与しないガスとの混合物である場合が多い。特に酸化剤ガスは酸素を含む空気である場合が多い。
なお、以下では、燃料ガスや酸化剤ガスを、特に区別することなく単に「反応ガス」あるいは「ガス」と呼ぶ場合もある。また、単セル、及び、単セルを積層した燃料電池スタックのいずれも、燃料電池と呼ぶ場合がある。
【0003】
燃料電池について、様々な技術が提案されている。
例えば特許文献1では、複数のセルのうち互いに隣り合う2つのセルの間に、空冷ガス流路として機能する凹溝を有するコルゲート状の板により形成された冷却板(コルゲートフィン)が開示されている。
【0004】
特許文献2では、冷却水を必要としない空冷式金属分離板が開示されている。
【0005】
特許文献3では、冷却効率を改善した燃料電池用スタック及びこれを有する燃料電池システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
特開2020-126782号公報
特表2013-500567号公報
特開2006-210351号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
燃料電池の電気化学反応時に各セルは発熱する。燃料電池の中には、互いに隣り合う2つのセルの間、および互いに隣り合うセル側面と側板部との間に冷却板をそれぞれ設け、これら冷却板により、各セルを冷却し、燃料電池の温度が過剰に高温とならないようにしているものがある。また冷却方式としては水冷式だけでなく、空冷式も検討されているが、その場合は冷媒となる空気が水と比較して熱容量が小さいため、冷却のための体積流量が水の場合の数十倍になるため冷媒流路を水冷式の場合よりも大幅に深くする必要がある。
上記特許文献1では、ガスケットやシールについての言及はないものの、特許文献1の図2より、空冷ガス流路を形成するコルゲートフィン端部がセル端部まで到達していることが読み取れる。このような場合、セル端部において、コルゲートフィンと第1セルおよびコルゲートフィンと第2セル、それぞれの間をシールするためのガスケットが2種類必要となり、部品点数が多くなる。また、それにより組み付けの煩雑さが増加することが想定される。そこでコルゲートフィン端部をセル端部まで到達させないようにするとガスケットは1種類で済むが、空冷ガス流路断面積を大きくするために、コルゲートフィンはその折り曲げピッチを大きくする必要がある。そのピッチに応じてガスケットの高さを大きくすると、ガスケットに荷重がかかるときにぐらつきやすくなるなど変形しやすくなり、ねじれたり曲がったりすることでシール性低下を招く虞がある。
【0008】
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、単セル間のガスシール性が高く、且つ、冷媒流路断面積が大きい燃料電池を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本開示の燃料電池は、燃料電池であって、
複数の単セル、
冷却板、及び
ガスケットを備え、
前記冷却板は、複数の前記単セルのうち互いに隣り合う2つの前記単セルの間に配置され、
前記冷却板は、冷媒流路として機能する複数の凹溝を有するコルゲート状の板であり、
前記ガスケットは、前記冷却板の厚さより大きな高さの第1凸部を有し、且つ、隣り合う2つの前記単セルのマニホールドをシールし、
前記ガスケットは、前記第1凸部の側部の少なくとも一部に、前記第1凸部と同じ方向に凸部を有する第2凸部を備えることを特徴とする。
【0010】
本開示の燃料電池においては、前記第2凸部は、前記第1凸部の高さ以下の高さを有してもよい。
(【0011】以降は省略されています)

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