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公開番号2024132404
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-01
出願番号2023043148
出願日2023-03-17
発明の名称燃料電池システム
出願人トヨタ紡織株式会社
代理人個人,個人
主分類H01M 8/04 20160101AFI20240920BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】外部からのエネルギーを必要とすることなく、キャニスターの加熱と燃料電池スタックの冷却との両方を効率的に行うことができる燃料電池システムを提供する。
【解決手段】燃料電池システム11は、燃料ガスが充填されたキャニスター29を収容する金属製のキャニスターホルダ13と、燃料電池スタック12とを備える。燃料電池スタック12は、複数の単セル16を水平方向に積層してなる積層体17と、積層体17を単セル16の積層方向Xの両側から挟む一対の金属製のエンドプレート18とを有する。キャニスターホルダ13は、幅方向Yにおいて燃料電池スタック12と隣合う位置に配置され、且つ積層方向Xの長さが燃料電池スタック12よりも短くなるように構成される。キャニスターホルダ13と一対のエンドプレート18とは、キャニスターホルダ13と一対のエンドプレート18との間で熱交換を行う金属製の熱交換部材14を介して接触する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
燃料ガスが充填されたキャニスターを収容した状態で保持する金属製のキャニスターホルダと、前記キャニスターから供給される前記燃料ガスと酸化剤ガスとが供給されることによって発電を行う燃料電池スタックとを備えた燃料電池システムであって、
前記燃料電池スタックは、複数の単セルを水平方向に積層してなる積層体と、前記積層体を前記単セルの積層方向の両側から挟む一対の金属製のエンドプレートとを有し、
前記キャニスターホルダは、前記積層方向及び鉛直方向の両方と直交する方向において前記燃料電池スタックと隣合う位置に配置されるとともに、前記積層方向の長さが前記燃料電池スタックよりも短くなるように構成され、
前記キャニスターホルダと一対の前記エンドプレートとは、前記キャニスターホルダと一対の前記エンドプレートとの間で熱交換を行う金属製の熱交換部材を介して接触していることを特徴とする燃料電池システム。
続きを表示（約 360 文字）【請求項２】
前記熱交換部材における前記積層体と対向する部位には、凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記酸化剤ガスを前記燃料電池スタックに供給するポンプを備え、
前記キャニスターホルダは、前記熱交換部材における前記積層方向の一端側の位置に接触し、
前記ポンプは、前記キャニスターホルダにおける前記積層方向の他端側の面に接触し、且つ前記積層方向及び前記鉛直方向の両方と直交する方向において前記熱交換部材と対向して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に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記熱交換部材は、アルミニウム製であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料電池システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、燃料電池システムとして、例えば特許文献１に示す小型燃料電池電源が知られている。こうした燃料電池システムは、燃料電池に水素を供給する水素吸蔵合金を充填したボンベを収容した筐体と、燃料電池を収容した電源本体とを備えている。筐体は、電源本体に対して着脱自在に構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平６－６０８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のような燃料電池システムでは、ボンベ内の水素を連続して燃料電池へ供給すると、ボンベ内からの水素の放出に伴う吸熱反応によってボンベが冷却される。このため、ボンベ内から燃料電池へ供給される水素の流量が減少してしまう。一方、燃料電池で連続的に発電を行うと、燃料電池が発熱する。このため、燃料電池による発電効率が低下してしまう。
【０００５】
したがって、水素が充填されたボンベの加熱と燃料電池の冷却との両方を効率的に行うことができる燃料電池システムが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する燃料電池システムは、燃料ガスが充填されたキャニスターを収容した状態で保持する金属製のキャニスターホルダと、前記キャニスターから供給される前記燃料ガスと酸化剤ガスとが供給されることによって発電を行う燃料電池スタックとを備えた燃料電池システムであって、前記燃料電池スタックは、複数の単セルを水平方向に積層してなる積層体と、前記積層体を前記単セルの積層方向の両側から挟む一対の金属製のエンドプレートとを有し、前記キャニスターホルダは、前記積層方向及び鉛直方向の両方と直交する方向において前記燃料電池スタックと隣合う位置に配置されるとともに、前記積層方向の長さが前記燃料電池スタックよりも短くなるように構成され、前記キャニスターホルダと一対の前記エンドプレートとは、前記キャニスターホルダと一対の前記エンドプレートとの間で熱交換を行う金属製の熱交換部材を介して接触していることを特徴とする燃料電池システム。
【０００７】
一般に、キャニスター内の燃料ガスを連続して燃料電池スタックへ供給すると、キャニスター内からの燃料ガスの放出に伴う吸熱反応によってキャニスターが冷却されるので、キャニスター内から燃料電池スタックへ供給される燃料ガスの流量が減少する。一方、燃料電池スタックで連続的に発電を行うと、積層体が発熱するので、積層体による発電効率が低下する。この点、上記構成によれば、キャニスターホルダにおける積層方向の長さが燃料電池スタックよりも短くても、キャニスターホルダと燃料電池スタックの一対のエンドプレートとが熱交換部材を介して熱交換される。これにより、キャニスターホルダを介してキャニスターが加熱されるとともに、一対のエンドプレートを介して積層体が冷却される。したがって、外部からのエネルギーを必要とすることなく、キャニスターの加熱と燃料電池スタックの冷却との両方を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
一実施形態における燃料電池システムの正面模式図である。
図１の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、燃料電池システムの一実施形態を図面に従って説明する。
＜燃料電池システム１１＞
図１及び図２に示すように、燃料電池システム１１は、燃料電池スタック１２と、キャニスターホルダ１３と、熱交換部材１４と、ポンプ１５とを備えている。
【００１０】
＜燃料電池スタック１２＞
図１及び図２に示すように、燃料電池スタック１２は、発電を行う矩形板状をなす単セル１６を水平方向に複数積層してなる積層体１７と、積層体１７を単セル１６の積層方向Ｘの両側から挟む一対の矩形板状をなす金属製のエンドプレート１８とを備えている。
（【００１１】以降は省略されています）

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