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公開番号2024143744
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-11
出願番号2023056566
出願日2023-03-30
発明の名称燃料電池スタック
出願人本田技研工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H01M 8/2475 20160101AFI20241003BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】燃料電池スタックの積層体を、外部からの衝撃に対して良好に保護する。
【解決手段】燃料電池スタックは、膜電極構造体とセパレータ3とを交互に積層してなるセル積層体101と、セル積層体101を包囲するケース103と、ケース103の内壁に取り付けられ、セル積層体101の積層方向に延在するとともに、セパレータ3の縁部に向けて突出するガイド部材10と、を備える。セパレータ3は、ガイド部材10の先端部に係合する係合部35を有し、内壁は、ガイド部材10の内壁から離れる方向および内壁に沿った方向の移動を規制するようにガイド部材10を支持するガイド支持部を有する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
電解質膜と電極とを含む膜電極構造体と、セパレータと、を交互に積層してなるセル積層体と、
前記セル積層体を包囲する筐体と、
前記筐体の内壁に取り付けられ、前記セル積層体の積層方向に延在するとともに、前記セパレータの縁部に向けて突出するガイド部材と、を備え、
前記セパレータは、前記ガイド部材の先端部に係合する係合部を有し、
前記内壁は、前記ガイド部材を支持するガイド支持部を有し、
前記積層方向を第１方向、前記積層方向に直交し、かつ、前記内壁に直交する方向を第２方向、前記第１方向に直交し、かつ、前記第２方向に直交する方向を第３方向とするとき、
前記ガイド支持部は、
前記ガイド部材の前記第２方向の移動を規制する第１規制部と、
前記ガイド部材の前記第３方向の移動を規制する第２規制部と、を有することを特徴とする燃料電池スタック。
続きを表示（約 940 文字）【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池スタックにおいて、
前記ガイド支持部は、
前記筐体の前記積層方向の端面に至るまで前記積層方向に沿って延在する所定深さの係合溝を形成する凹部と、
前記係合溝の入口側である溝入口部の幅が前記係合溝の底面側である溝底面部の幅よりも狭くなるように前記溝入口部において前記係合溝の幅方向内側に向かって突出する突出部と、を有し、
前記ガイド部材は、
前記溝入口部に配置されるベース部と、
前記溝底面部に配置され、前記ベース部から幅方向に拡大される幅広部と、を有することを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料電池スタックにおいて、
前記第２方向は、前記係合溝の深さ方向であり、前記第３方向は、前記係合溝の幅方向であり、
前記第２方向における互いに対向する前記幅広部の端面から前記突出部の端面までの空隙の長さ、および、前記第３方向における互いに対向する前記ベース部の端面から前記突出部の端面までの空隙の長さは、前記第３方向における互いに対向する前記溝底面部の端面から前記幅広部の端面までの空隙の長さよりも短いことを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料電池スタックにおいて、
前記ガイド部材の長手方向の一端部を支持する端部支持部を有するエンドプレートをさらに備え、
前記ガイド部材は、前記ベース部と前記幅広部とを長手方向の全長にわたって有し、
前記端部支持部は、前記ガイド部材の一端部が嵌合可能な有底凹部により構成され、
前記第３方向における互いに対向する前記ベース部の端面から前記有底凹部の端面までの空隙の長さは、前記第３方向における互いに対向する前記ベース部の端面から前記突出部の端面までの空隙の長さよりも短いことを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項５】
請求項４に記載の燃料電池スタックにおいて、
前記有底凹部は、前記幅広部の前記第２方向の反対側における角部に対向する部位が略円弧状となるように形成されることを特徴とする燃料電池スタック。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のセルが積層してなる燃料電池スタックに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、より多くの人が手ごろで信頼でき、持続可能かつ先進的なエネルギへのアクセスを確保できるようにするため、エネルギの効率化に貢献する燃料電池に関する技術開発が行われている。この種の燃料電池に用いられる燃料電池スタックに関する技術として、従来、一端側のエンドプレートから円柱形状の位置決めピンを立設し、位置決めピンで位置決めしながら、セパレータを有する発電セルを積層してなる燃料電池スタックが知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１記載の燃料電池スタックでは、複数のセパレータの縁部にそれぞれ支持部が溶接され、支持部に設けられた貫通孔に位置決めピンが挿通されて、発電セルが位置決めされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第７１７４７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１記載の燃料電池スタックでは、外部から衝撃が作用した際に、発電セルの積層体がケースに衝突し、積層体が破損するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様である燃料電池スタックは、電解質膜と電極とを含む膜電極構造体と、セパレータと、を交互に積層してなるセル積層体と、セル積層体を包囲する筐体と、筐体の内壁に取り付けられ、セル積層体の積層方向に延在するとともに、セパレータの縁部に向けて突出するガイド部材と、を備える。セパレータは、ガイド部材の先端部に係合する係合部を有し、内壁は、ガイド部材を支持するガイド支持部を有する。積層方向を第１方向、積層方向に直交し、かつ、内壁に直交する方向を第２方向、第１方向に直交し、かつ、第２方向に直交する方向を第３方向とするとき、ガイド支持部は、ガイド部材の第２方向の移動を規制する第１規制部と、ガイド部材の第３方向の移動を規制する第２規制部と、を有する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、外部から衝撃が作用した場合における、セル積層体の破損を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明の実施形態に係る燃料電池スタックの全体構成を概略的に示す分解斜視図。
図１の燃料電池スタックの要部構成を概略的に示す斜視図。
図２の燃料電池スタックに含まれる電極アッセンブリの概略構成を示す斜視図。
ケース内におけるセパレータの配置を示す平面図。
図４のV部拡大図。
図１の燃料電池スタックに含まれるガイド部材の嵌合状態を示す斜視図。
係合溝と凹部に対するガイド部材の位置関係を示す平面図。
ガイド部材の上端部に延長ガイド部材を取り付ける状態を示す斜視図。
図８のガイド部材の上端面を上方から見た図。
図８の延長ガイド部材の下端面を下方から見た図。
ガイド部材の上端面と延長ガイド部材の下端面の他の例をテーブル形式で示す図。
本発明の実施形態に係る燃料電池スタックの組立方法の手順の一例を示す図。
図１１Ａに続く手順の一例を示す図。
図１１Ｂに続く手順の一例を示す図。
図１１Ｃに続く手順の一例を示す図。
図１１Ｄに続く手順の一例を示す図。
図１１Ｅに続く手順の一例を示す図。
図８の延長ガイド部材の変形例を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図１～図１３を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態に係る燃料電池スタックは、燃料電池の主たる要素を構成する。燃料電池は、例えば車両に搭載され、車両駆動用の電力を発生することができる。燃料電池は、航空機や船舶等の車両以外の移動体、ロボットの他、各種産業機械に搭載することもできる。
【０００９】
まず、燃料電池スタックの全体構成を概略的に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る燃料電池スタック１００の全体構成を概略的に示す分解斜視図であり、燃料電池スタック１００の組立途中の状態を示す図である。なお、以下では、便宜上、図示のように互いに直交する三軸方向を、前後方向、左右方向および上下方向と定義し、この定義に従い各部の構成を説明する。上下方向は、燃料電池スタック１００を組み立たる際の燃料電池スタック１００の積層方向であり、重力方向に相当する。なお、組立後の燃料電池スタック１００は、例えば横に倒されて車両に搭載される。
【００１０】
図１に示すように、燃料電池スタック１００は、複数の発電セル１を前後方向に積層して構成されるセル積層体１０１と、セル積層体１０１の上端部および下端部にそれぞれ配置される一対のエンドユニット１０２と、セル積層体１０１を包囲する略ボックス形状のケース１０３と、を有し、全体が略直方体形状を呈する。図１では、ケース１０３を詳細に図示することなく、二点鎖線でケース１０３の輪郭のみを示す。
（【００１１】以降は省略されています）

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