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公開番号2025037738
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-18
出願番号2023144859
出願日2023-09-06
発明の名称燃料電池用セルスタック支持構造
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類H01M 8/2465 20160101AFI20250311BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】少なくとも耐G性能を維持し、電気的絶縁状態が確保された状態で燃料電池ケース内の水素の蓄積を抑制可能な燃料電池用セルスタック支持構造を得る。
【解決手段】燃料電池用セルスタック支持構造10は、セルスタック16、緩衝材34及びメッシュチューブ38を備え、緩衝材34は絶縁性を有しセルスタック16と燃料電池ケース12の隙間32内に充填される。これにより、セルスタック16において耐G性能の維持が可能となり、また、緩衝材34が絶縁性を有することでセルスタック16において電気的絶縁状態の維持が可能となる。メッシュチューブ38は水素換気が可能とされ燃料電池ケース12外と連通可能な換気用の空隙部36と繋がっている。これにより、セルスタック16から漏出された水素がメッシュチューブ38及び空隙部36を介して燃料電池ケース12外に排出可能とされ、燃料電池ケース12内の水素の蓄積が抑制される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
燃料電池ケースとの間に隙間を設けた状態で前記燃料電池ケースに対して支持されたセルスタックと、
前記隙間内に充填され、絶縁性を有し衝撃を吸収可能な緩衝材と、
前記セルスタックの表面に設けられ、水素換気が可能とされ前記燃料電池ケース外と連通可能な換気用の空隙部と繋がる複数のメッシュチューブと、
を備え、
隣り合って配置された前記メッシュチューブ同士の間隔Ｙは、当該メッシュチューブの外径寸法Ｘよりも小さくなるように設定されている燃料電池用セルスタック支持構造。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用セルスタック支持構造に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、燃料電池を構成する積層体の上下に対して、当該積層体の積層方向の両端部に配置された一対のエンドプレートの上下において当該一対のエンドプレート間に薄板締結（テンション）プレートが架け渡されると共に、薄板締結プレートの内側に樹脂緩衝材が設けられた技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００３－２０３６７０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、燃料電池システムは、自動車に限らず多岐のモビリティへ広がり、それに伴い、耐Ｇ要求性能値が高くなっている。一方、燃料電池用のセルスタックは高電圧部品であるため、３００枚以上のセルを積層し燃料電池ケースの中に浮いた状態で圧縮締結することで電気的絶縁状態を維持する必要がある。また、当該セルスタックからは水素透過現象があり、水素安全法規面からセルスタックと燃料電池ケースの間は換気性能を維持する必要がある。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、少なくとも耐Ｇ性能を維持し、電気的絶縁状態が確保された状態で燃料電池ケース内の水素の蓄積を抑制することが可能な燃料電池用セルスタック支持構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明に係る燃料電池用セルスタック支持構造は、燃料電池ケースとの間に隙間を設けた状態で前記燃料電池ケースに対して支持されたセルスタックと、前記隙間内に充填され、絶縁性を有し衝撃を吸収可能な緩衝材と、前記セルスタックの表面に設けられ水素換気が可能とされ前記燃料電池ケース外と連通可能な換気用の空隙部と繋がる複数のメッシュチューブと、を備え、隣り合って配置された前記メッシュチューブ同士の間隔Ｙは、当該メッシュチューブの外径寸法Ｘよりも小さくなるように設定されている。
【０００７】
請求項１記載の発明に係る燃料電池用セルスタック支持構造では、セルスタック、緩衝材及びメッシュチューブを備えている。セルスタックは、燃料電池ケースとの間に隙間を設けた状態で当該燃料電池ケースに対して支持されている。また、緩衝材は、セルスタックと燃料電池ケースの間に設けられた当該隙間内に充填されており、絶縁性を有し衝撃を吸収可能とされている。
【０００８】
このように、セルスタックと燃料電池ケースの間に緩衝材を設けることによって、セルスタックに入力された衝撃は緩衝材によって吸収可能とされ、当該セルスタックにおいて、耐Ｇ性能を維持することが可能となる。そして、当該緩衝材が絶縁性を有することによって、セルスタックにおいて、電気的絶縁状態を維持することが可能となり、高電圧部品における安全を確保することができる。
【０００９】
また、本発明では、セルスタックの表面には複数のメッシュチューブが設けられている。当該メッシュチューブは、水素換気が可能とされており、燃料電池ケース外と連通可能な換気用の空隙部と繋がっている。このため、セルスタックから漏出された水素は、メッシュチューブ内に流入され、換気用の空隙部を通じて燃料電池ケース外に排出可能とされる。これにより、本発明では、燃料電池ケース内の水素の蓄積を抑制することが可能となる。
【００１０】
ところで、比較例として、隣り合うメッシュチューブ同士の間隔Ｙがメッシュチューブの外径寸法Ｘよりも広い（Ｙ＞Ｘ）場合、セルスタックから漏出された水素は隣り合って配置されたメッシュチューブ間を通じて緩衝材側へ流出し当該緩衝材へ蓄積する可能性がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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