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公開番号2025014647
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2023117374
出願日2023-07-19
発明の名称空冷式の燃料電池システム
出願人株式会社SOKEN,トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01M 8/0258 20160101AFI20250123BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】氷点下で燃料電池の発電を継続することができる燃料電池システムを提供する。
【解決手段】空冷式の燃料電池システムであって、前記燃料電池システムは、XY面が長方形状である発電部を有するセルを、Z方向に複数個積層した燃料電池スタックを備え、前記セルは、反応空気と冷却空気とが独立した流路構造の反応空気流路と冷却空気流路を有し、前記セルは、平面視において、前記冷却空気の流れと前記反応空気の流れが交差するように、前記反応空気をX方向、前記冷却空気をY方向に流す前記流路構造を備え、前記発電部の冷却能力がX方向に均一でない分布を付ける、ことを特徴とする燃料電池システム。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
空冷式の燃料電池システムであって、
前記燃料電池システムは、ＸＹ面が長方形状である発電部を有するセルを、Ｚ方向に複数個積層した燃料電池スタックを備え、
前記セルは、反応空気と冷却空気とが独立した流路構造の反応空気流路と冷却空気流路を有し、
前記セルは、平面視において、前記冷却空気の流れと前記反応空気の流れが交差するように、前記反応空気をＸ方向、前記冷却空気をＹ方向に流す前記流路構造を備え、
前記発電部の冷却能力がＸ方向に均一でない分布を付ける、ことを特徴とする燃料電池システム。
続きを表示（約 400 文字）【請求項２】
前記反応空気流路の下流端付近の領域が、前記セルの発電面内平均に比べて冷却能力が低い、請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記セルは、水素ガス流路を有し、
前記水素ガス流路の下流端付近の領域が、前記セルの発電面内平均に比べて冷却能力が低い、請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記セルは、水素ガス流路を有し、
前記反応空気流路の下流端付近の領域が、前記セルの発電面内平均に比べて冷却能力が低く、且つ、前記水素ガス流路の下流端付近の領域が、前記セルの発電面内平均に比べて冷却能力が低い、請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記発電部の冷却能力の低減は、前記燃料電池スタックの冷却空気入口部に空気の流れを阻害する阻害物を配置することにより行う、請求項１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】
本開示は、空冷式の燃料電池システムに関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１において開示されるような燃料電池（ＦＣ）に関して様々な技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００８－１０３２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術では、空冷の燃料電池において、氷点下環境では、生成水が溜まりやすく、温度が上がりにくい箇所では氷点下の冷却エアが導入され続けることで発電中に凍結現象が発生する。そのため、氷点下環境ではセルの凍結が生じる。
【０００５】
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、氷点下で燃料電池の発電を継続することができる燃料電池システム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】
【０００６】
本開示の第１実施形態においては、空冷式の燃料電池システムであって、
前記燃料電池システムは、ＸＹ面が長方形状である発電部を有するセルを、Ｚ方向に複数個積層した燃料電池スタックを備え、
前記セルは、反応空気と冷却空気とが独立した流路構造の反応空気流路と冷却空気流路を有し、
前記セルは、平面視において、前記冷却空気の流れと前記反応空気の流れが交差するように、前記反応空気をＸ方向、前記冷却空気をＹ方向に流す前記流路構造を備え、
前記発電部の冷却能力がＸ方向に均一でない分布を付ける、ことを特徴とする燃料電池システムを提供する。
【０００７】
本開示の第２実施形態においては、第１実施形態において、前記反応空気流路の下流端付近の領域が、前記セルの発電面内平均に比べて冷却能力が低くてもよい。
【０００８】
本開示の第３実施形態においては、第１実施形態において、前記セルは、水素ガス流路を有し、
前記水素ガス流路の下流端付近の領域が、前記セルの発電面内平均に比べて冷却能力が低くてもよい。
【０００９】
本開示の第４実施形態においては、第１実施形態において、前記セルは、水素ガス流路を有し、
前記反応空気流路の下流端付近の領域が、前記セルの発電面内平均に比べて冷却能力が低く、且つ、前記水素ガス流路の下流端付近の領域が、前記セルの発電面内平均に比べて冷却能力が低くてもよい。
【００１０】
本開示の第５実施形態においては、第１実施形態において、前記発電部の冷却能力の低減は、前記燃料電池スタックの冷却空気入口部に空気の流れを阻害する阻害物を配置することにより行ってもよい。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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