(57)【要約】  セルスタックでのセル電圧モニタリング用の電気接続システムに関する。セルスタックは、複数の層と、スタックの少なくとも１つの面から外方向に延びる複数の導電性接続タブを含む。導電性接続タブはそれぞれ、可撓性シールガスケットの横方向に延びる自由部分として形成されている。ガスケットの他の部分は、セルスタックの少なくとも２つの層の間に密封係合をもたらすように配されている。流動プレートでなく、このような電気接続タブを形成するためにガスケット材料を用いることで、接続タブは可撓性となり、コネクタ集合体での標準的なコネクタ列への接続を容易とする。【選択図】図３
2014530464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の層と、複数の導電性接続タブとを含むセルスタックであって、
前記導電性接続タブは、それぞれ、前記セルスタックの少なくとも１つの面から外方向に延び、可撓性シールガスケットの横方向に延びる自由部分として形成されており、
前記ガスケットの他の部分は、前記セルスタックの少なくとも２つの層の間に密封係合をもたらすように配置されている、セルスタック。
【請求項２】
請求項１に記載されたセルスタックであって、前記各ガスケットは、流動フィールドプレートに横方向に隣接するように配されたマニホールドガスケットを含む、セルスタック。
【請求項３】
請求項１に記載されたセルスタックであって、前記各ガスケットは、燃料電池の膜電極組立体と電極プレートとの間に配置される、セルスタック。
【請求項４】
請求項１に記載されたセルスタックであって、各ガスケットは、カソード電極とアノード電極との間に配置される、セルスタック。
【請求項５】
請求項１に記載されたセルスタックであって、各ガスケットの第１の部分は、電気絶縁性で、隣接する電極に接触する前記ガスケットの第２の部分は、導電性で、かつ、前記導電性接続タブと電気的に接触している、セルスタック。
【請求項６】
請求項１に記載されたセルスタックであって、前記接続タブは、前記ガスケットの残部と一体に形成される、セルスタック。
【請求項７】
請求項１に記載されたセルスタックであって、前記ガスケットは、前記ガスケットの材料の大部分に導電性を付与する材料から形成される、セルスタック。
【請求項８】
請求項１に記載されたセルスタックであって、前記接続タブを含む前記ガスケットの少なくとも一部は、少なくともその一面に形成された導電層を有する、セルスタック。
【請求項９】
請求項１に記載されたセルスタックであって、前記接続タブは、１０オームから１０００オームの範囲の抵抗を有する、セルスタック。
【請求項１０】
請求項１に記載されたセルスタックであって、各接続タブは、前記セルスタックの側面から、前記側面に沿って少なくとも一列の接続タブを形成するために、外方向へと延びる、セルスタック。
【請求項１１】
請求項１０に記載されたセルスタックであって、複数の通路からなるタブガイドをさらに含み、各通路は、その中に前記接続タブのそれぞれ１つを受け入れており、前記通路は、前記接続タブの近位端での第１の間隔から前記接続タブの遠位端での第２の間隔へと、前記接続タブを扇状に広げることが可能である、セルスタック。
【請求項１２】
請求項１１に記載されたセルスタックであって、前記タブガイドの前記接続タブへと、その遠位端において接続された電気コネクタ集合体をさらに含む、セルスタック。
【請求項１３】
請求項１０に記載されたセルスタックであって、前記接続タブの列へと接続された電気コネクタ集合体をさらに含む、セルスタック。
【請求項１４】
請求項１０に記載されたセルスタックであって、前記接続タブの選ばれたいくつかは、前記接続タブの他のものとは異なる電気抵抗を有する、セルスタック。
【請求項１５】
添付図面を参照して実施的に説明された燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セルスタック内の複数の個別のセルへと電気的接続をなすためにセルスタックで用いられる電気コネクタシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気化学燃料電池は、燃料及び酸化剤を、電気及び熱エネルギと反応生成物とに変える。典型的な燃料電池は、アノード流動フィールドプレートとカソード流動フィールドプレートの間に挟まれた膜電極組立体（ＭＥＡ）からなる。ガス拡散層が各流動フィールドプレートとＭＥＡの間に配されていてもよい。さまざまな層を分離し、かつ、必要とされるシールを供するために、ガスケットを用いることもできる。流動フィールドプレートは典型的には、流体燃料または酸化剤をＭＥＡの活性表面に供給するために、ＭＥＡに隣接するプレートの表面上を延びる１つ以上の流路を含む。
【０００３】
従来のセルスタックでは、複数のセルが一体に積層され、１つのセルのアノード流動フィールドプレートが、スタックの次のセルのカソード流動フィールドプレートに隣接するなどしている。構成によっては、一つの流動フィールドプレートがプレート両面に流体流動流路を有するように、バイポーラ流動プレートが用いられている。バイポーラプレートの一面は、第１のセルのアノード流動プレートとして働き、流動プレートの他の面は、隣接するセルのカソード流動プレートとして働く。電力は、スタックの最初と最後の流動プレートに対してなされた電気的接続によってスタックから取り出すことができる。典型的なスタックは、数十、さらには数百ものセルからなる。本発明は、これらさまざまなセルスタック構造のすべてに関係する。
【０００４】
多くのセルスタックでは、スタックの個々のセルの電圧をモニタ可能であることが重要である。よってスタックの流動プレートの多くに対して（しばしば、すべてに対して）電気的接続をなすことが必要である。従来これは、スタックの流動プレートの少なくともいくつかに電気コネクタタブを設けることによって達成されてきた。これらのセル電圧モニタリングタブは、流動プレートの縁から、スタックの横方向外側に向けて延び、これによりスタックの端面に沿ってタブの列をなし、よって個々の電気コネクタが各タブに接続可能となっている。各流動プレートから延びるセル電圧モニタリングタブの構成の一例が、図１に示されている。
【０００５】
図１のセルスタック１は、物理的に平行な複数のセル２を有し、そのそれぞれが、各自のタブ３がセルスタックの面４から外側に向けて延びるアノード流動プレートを有する。タブの集積密度を減らすため（すなわち、隣接するタブの間隔を大きくするため）、あるいはスタックの同じまたは異なるプレートへさらなる接続ポイントを設けるため、タブ３は２つの（またはそれ以上の）列５、６に形成されるものとできる。
【０００６】
これらの雄型タブ３は、典型的には、当該技術で公知のブレードレセプタクル(blade receptacles)など、標準的な雌型電気コネクタと共に用いることができる。各タブ３に個別のブレードレセプタクルを用いることは、小さなスタックおよび少量のセルの製造には実用的だが、個々のレセプタクルを接続するときの労働量の多さを考えると、セルの大量生産にとっては理想的ではない。
【０００７】
同時に多数のタブに接続するには、多元または多極コネクタを用いることが望ましいであろう。業界標準のコネクタは所定のピッチを有し、例えば、０．１インチ、あるいは２ミリ、あるいはそれを割ったもの／倍数といった大きさに基づく。セルスタックのタブへの接続における一つの潜在的問題は、燃料電池の間隔（あるいはピッチ）は上述したさまざまな積層要素の圧縮サイズによって決定されるが、これが標準的コネクタピッチとはマッチしないかもしれないということである。もう一つの問題は、標準的コネクタは、各端子に関して、例えば±０．２ミリの位置的精度を持つものであったりするが、このレベルの正確さは、多くの燃料電池デザインにおけるタブ間隔の変動に適合しないかもしれないことである。
【０００８】
よって多元レセプタクルコネクタ（すなわち、同時に多数のタブと係合する一体型コネクタ）は、セルスタックでは実施困難な場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、これらの問題のいくつかまたはすべてを克服または緩和することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の側面によると、本発明は、複数の層と、スタックの少なくとも１つの面から外方向に延びる複数の導電性接続タブと、からなるセルスタックを提供するものであり、前記導電性接続タブはそれぞれ、可撓性シールガスケットの横方向に延びる自由部分として形成されており、前記ガスケットの他の部分は、前記セルスタックの少なくとも２つの層の間に密封係合をもたらすように配されている。
【００１１】
前記各ガスケットは、流動フィールドプレートに横方向に隣接するように配されたマニホールドガスケットからなるものとできる。前記各ガスケットは、燃料電池の膜電極組立体と電極プレートとの間に配されるものとできる。前記各ガスケットは、カソード電極とアノード電極との間に配されてもよい。各ガスケットの第１の部分は、電気絶縁性で、隣接する電極に接触する前記ガスケットの第２の部分は、導電性でかつ前記導電性接続タブと電気的に接触しているものとできる。前記接続タブは、前記ガスケットの残部と一体に形成されるものとできる。前記ガスケットは、前記ガスケットの材料の大部分に導電性を付与する材料から形成されるものとできる。前記接続タブを含む前記ガスケットの少なくとも一部は、少なくともその一面に形成された導電層を有するものとできる。前記接続タブは、１０オームから１０００オームの範囲の抵抗を有するものとできる。各接続タブは、前記セルスタックの側面から、前記側面に沿って少なくとも一列の接続タブを形成するために、外方向へと延びるものとできる。セルスタックは、複数の通路からなるタブガイドを含むものとでき、各通路は、その中に前記接続タブのそれぞれ１つを受け入れており、前記通路は、前記接続タブの近位端での第１の間隔から前記接続タブの遠位端での第２の間隔へと、前記接続タブを扇状に広げることが可能である。セルスタックは、前記タブガイドの前記接続タブへと、その遠位端において接続された電気コネクタ集合体を含むものとできる。セルスタックは、前記接続タブの列へと接続された電気コネクタ集合体を含むものであってもよい。前記接続タブの選ばれたいくつかは、前記接続タブの他のものとは異なる電気抵抗を有するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
以下に本発明の実施の形態を、一例として、添付の図面を参照して説明する。
【図１】セルスタックの斜視図であり、列をなすセル電圧モニタリング電気接続タブが各セルから側面の外へと延出する側面を有する。
【図２】燃料電池の構成要素の分解斜視図であり、流動プレート、ガスケット、および膜電極組立体の配置を模式的に示す。
【図３】燃料電池の構成要素の分解斜視図であり、横方向外側に向けて延びる接続タブを有するマニホールドガスケットを組み込んだ、流動プレート、ガスケット、および膜電極組立体の配置を模式的に示す。
【図４】燃料電池の構成要素の分解斜視図であり、横方向外側に向けて延びる接続タブを有するアノードガスケットを組み込んだ、流動プレート、ガスケット、および膜電極組立体の配置を模式的に示す。
【図５】横方向外側に向けて延びる接続タブを有するアノードガスケットの一部の略平面図である。
【図６】横方向外側に向けて延びる他の形状の接続タブを有するアノードガスケットの一部の略平面図である。
【図７】ガスケット接続タブへの接続に好適な電気コネクタ集合体の略端面図である。
【図８】ガスケット接続タブを受け入れそのピッチを変えるのに好適なタブガイドの平面図である。
【図９】ガスケット接続タブをリボンケーブルコネクタへ接続するための電気接続集合体の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図２は、理解しやすいよう、分解形態で示したオープンカソード型セルスタック用燃料電池の構成要素の概略図を示す。各セル２０は、アノード流動プレート２１と、アノードガスケット２３と、膜電極組立体（ＭＥＡ）２４と、カソードガスケット２５と、カソード流動プレート２７と、を含む。アノードガスケット２３は、アノード流動プレート２１とＭＥＡ２４の間に液密なシール部をもたらし、アノード拡散体２２の周囲にフレームを規定する。同様に、カソードガスケット２５は、カソード流動プレート２７とＭＥＡ２４の間に液密なシール部をもたらし、カソード拡散体２６の周囲にフレームを規定する。図２の特定の構成では、カソード流動プレートが、波形カソード分離プレート２７として設けられ、一対のマニホールドガスケット２８ａ、２８ｂがその各端部に設けられている。
【００１４】
他の構成では、燃料電池はクローズドカソードシステムとでき、その場合、例えば、カソード流動プレートはその表面に流路が延びる平坦なプレートとできる。他の構成では、１つのセルのカソード流動プレートが、バイポーラプレートとして、隣接するセルのアノード流動プレートと組み合わされるものとできる。
【００１５】
図２に示す燃料電池デザインでは、アノード流動プレート２１は、それぞれが流動プレート２１の縁から横方向外側に向かって延びる、典型的な電気接続タブ１５（例えば、セル電圧モニタリングタブ）を含む。これらのタブは、アノード流動プレートの構造および位置により決定される剛性および間隔を有する。このようなタブの潜在的な短所はすでに述べた。
【００１６】
本発明では、図２に関連して述べたような燃料電池で用いられるガスケットを改変し、図２ではアノード流動プレート２１に設けられたタブ１５により例示される、現在はアノード、カソード、バイポーラ電極プレートに設けられているタブの代わりに、ガスケットにタブ電気コネクタを設けることが可能であると認められている。
【００１７】
図３は、図２のものと同様な燃料電池３２の構成要素の概略図を示すが、改変されたマニホールドガスケット３０を有し、マニホールドガスケット３０上に、あるいはその一体部分として形成された電気接続タブ３５（例えば、セル電圧モニタリングタブ）を含む。ガスケット３０は、カソード分離プレート２７に対して、および隣接するカソードガスケット２５に対して、および隣のセルの隣接するアノードプレート（図３には示されていない）に対して液密なシール部をもたらすのに好適な、弾性(elastomeric)の、または他の圧縮可能かつ可撓性の材料からなる。ガスケット３０は、隣接する構成要素の厚みの微小変化を吸収するため、および隣接する構成要素に対して適切な流体シールを維持しながらセルスタック集合体における歪みを吸収するために、十分に圧縮可能であるべきである。ガスケット３０はまた、スタックの厚さにわたって延びる通路(galleries)における流体流動を許容するための孔（図示せず）を画定するものであってもよい。
【００１８】
ガスケット３０および電気接続タブ３５は、導電性材料から形成されており、接続タブ３５は、複数のセルがスタックに組み立てられたときセルスタックの一面から外側に向けて延びるように、燃料電池の略四角形の主たる周辺を越えて横方向外側に向けて延びる。よって、接続タブ３５の長さＬは、隣接するアノード流動プレート２１の周辺を越えて（および、ＭＥＡ２４および他の流動プレートおよびガスケット構成の周辺を越えて）延びるのに十分なだけ長い。
【００１９】
全般的には、ガスケット３０は、燃料電池３２の周辺を越えて横方向外側に向けて延びる導電性接続タブ３５を含み、セルがセルスタックに組み込まれたとき、接続タブは可撓性シールガスケットの横方向に延びる自由部分をもたらす。ガスケットの他の部分は、セルスタックの層の間に密封係合をもたらすように配されている。接続タブ３５のガスケット３０の本体のすぐ隣にある部分は、以下「近位端」と呼ばれ、接続タブのガスケット本体から最も遠くにある部分は、以下「遠位端」と呼ばれる。ガスケットの「タブ」あるいは「自由部分」との表現は、コネクタ集合体へと受け入れ可能なようにガスケットが組み込まれたセルスタックの面からの突出に好適な、ガスケット周縁の概略線からのあらゆる形態の突出を包含することを意図している。
【００２０】
接続タブ３５は好ましくは、好適な材料のシートから必要なガスケット形状を打ち抜くことにより、ガスケットの他の特徴と共に作られる。言い換えると、接続タブ３５は好ましくは、ガスケットと一体に形成される。よってこの場合、タブの厚さは、ガスケットシートの厚さと等しくなるであろう。接続タブの幅Ｗは、以下に説明するように、接続目的または導電目的での必要に応じて、好適ないかなる幅とすることも可能である。
【００２１】
図示の例では、ガスケット３０およびタブ３５全体が、導電性材料から形成可能である。これは隣接する構成要素（カソード分離プレート２７および隣接するセルのアノード流動プレート２１）が電気的導通を有し、他の隣接する構成要素（カソードガスケット２５）が電気絶縁性とできるためである。よって、ガスケット３０が完全に導電性であっても問題ない。したがって、タブ３５は、燃料電池の必要な導電部分と電気的導通を有する。ガスケット３０、およびとりわけガスケット３０の接続タブ部分３５は、タブがセル電圧モニタリングタブとして機能可能なように、十分な導電性を有するものでなくてはならない。
【００２２】
よって、ガスケット３０全体は、導電性物質で処理されたエラストマなどの、圧縮可能な導電性物質から形成可能である。導電性材料は、ガスケットがその大部分で導電性であるように、ガスケット材料全体に分散させてもよい。導電性物質は、ガスケット材料の一面のみまたは両面が導電性となるように、ガスケット上にフィルムまたは表面層として配されてもよい。原則として、導電性であることは、隣接するセルのアノード流動プレート２１に面する表面、または分離プレート２７に接する表面に対してのみ必要とされる。
【００２３】
上述したような接続タブは、図３に示す例とは異なるガスケットに設けられてもよい。図４は改変されたアノードガスケット４３を示し、ここではセル電圧モニタリングタブ４５がアノードガスケット４３に形成されている。アノードガスケット４３は、アノード流動プレート２１に対して、および隣接するＭＥＡ２３に対して液密なシール部をもたらすのに好適な、弾性(elastomeric)の、または他の圧縮可能かつ可撓性の材料からなる。図５により詳細に示すように、タブ付きのアノードガスケット４３は、その中へアノード拡散体２２を受け入れ可能な中央孔４１の周囲にフレーム４０を規定する。ガスケット４３は、隣接する構成要素の厚みの微小変化を吸収するため、およびアノード燃料を閉じ込めるために適切な流体シールを維持しながらセルスタック集合体における歪みを吸収するために、十分に圧縮可能であるべきである。ガスケット４３はまた、スタックの厚さにわたって延びる通路(galleries)における流体流動を許容するための孔（図示せず）を画定するものであってもよい。
【００２４】
ガスケット４３および電気接続タブ４５は、導電性材料から形成されており、接続タブ４５は、ガスケット４３の略四角形の主たる周辺を越えて横方向外側に向けて延びる。接続タブ３５の長さＬは、隣接するアノード流動プレート２１の周辺を越えて（およびＭＥＡ２４の周辺を越えて）延びるのに十分なだけ長い。したがって、もしもガスケット４３が、（少なくとも図示のようにガスケット縁部４２に沿って）アノード流動プレート２１と隣接する外周辺を有するなら、その場合、接続タブの長さＬは、以下に例示するさまざまな技術のいずれかを用いてそこへと電気的接続をなすのに十分な長さであることのみが求められていることは明らかである。もしもガスケット４３の面積がアノード流動プレート２１よりいくぶん小さければ（すなわち、その結果、ガスケットの縁部４２が流動プレート２１と比べていくぶん後退していれば）、その場合、長さＬは、セル２０がその一部をなすセルスタックの面から延出するのに十分でなくてはならない。
【００２５】
全般的には、ガスケット４３は、アノードプレート２１の周辺を越えて横方向外側に向けて延びる導電性接続タブ４５を含み、セルがセルスタックに組み込まれたとき、接続タブは可撓性シールガスケットの横方向に延びる自由部分をもたらす。ガスケットの他の部分は、セルスタックの他の層の間に密封係合をもたらすように配されている。タブの他の特徴は、図３に関連して述べたものとまったく同じであってよい。
【００２６】
接続タブ４５は好ましくは、好適な材料のシートから必要なガスケット形状を打ち抜くことにより、ガスケットの他の特徴（例えば、中央孔４１）と共に作られる。言い換えると、接続タブ４５は好ましくは、ガスケットと一体に形成される。よってこの場合、タブの厚さは、ガスケットシートの厚さと等しくなるであろう。接続タブの幅Ｗは、以下に説明するように、接続目的または導電目的での必要に応じて、好適ないかなる幅とすることも可能である。
【００２７】
図６のガスケット４４に示すような直角屈曲タブ４６などの他の形状の接続タブも使用可能である。ガスケット４４の他の特徴は、図５または図３に関連してすでに述べたものに対応する。
【００２８】
あるいは接続タブ３５、４５、４６は、予め形成されたガスケットに取り付けられるものであってもよい。
【００２９】
先に述べたように、ガスケット３０、４３、４４の接続タブ３５、４５、４６は、セル電圧モニタリングタブとして機能可能なように、十分に導電性の材料を含まなくてはならない。タブはまた、セルからの電気路を提供するために、燃料電池の導電部分と接触するガスケットの少なくとも一部と電気的導通がなくてはならない。図４〜６の例では、この燃料電池の導電部分は、アノードプレート２１とできる。
【００３０】
ガスケット全体は、ガスケット材料全体に分散させた圧縮可能な導電性材料から形成可能であり、あるいは、導電性材料は、フィルムまたは表面層として、例えばアノードプレート２１に隣接するガスケットの下面に配されてもよい。原則として、導電性であることは、少なくともタブ表面と同様、アノード流動プレート２１、あるいはカソード流動プレート、あるいはバイポーラ流動プレートに接する表面に対してのみ必要とされる。
【００３１】
もしもガスケット全体が導電性材料から形成されているなら、その場合、流動プレートの周囲またはＭＥＡの周囲の電気の伝導を防ぐために注意が必要である。もしもガスケットが電気絶縁材料から形成されているなら、その場合、不要な電気路のリスクは最小限に抑えることができる。もしもガスケット材料の一面（例えば、適切な流動プレートに面するもの）のみが導電性であるなら、その場合も、不要な電気路のリスクは最小限に抑えることができる。
【００３２】
他の構成では、導電性であるガスケット３５、４３、４４の領域を減少または最小限に抑えることが概して望ましい。図６のガスケット４４におおまかに描かれたこの例では、ガスケットは第１の部分４７と第２の部分４８に分けられる。第１の部分４７は電気絶縁性、第２の部分４８は導電性とできる。第２の部分は接続タブ４６と電気的に連絡している。この方法では、第２の部分４８が、例えばアノード流動プレート２１に電気的接続をもたらし、接続タブ４６に導電路をもたらすことができる。第２の部分４８は、ガスケットの大部分に、あるいは一面または両面のみに導電部分を局所的に画定するように好適な導電性材料でガスケット材料を処理することによって形成可能である。
【００３３】
第１および第２の部分４７、４８は図６の実施例に関連して示されているが、第１および第２の部分が、例えば図３、４、５に示されたものに関連して述べたガスケットの他の形態にも広く適用可能なことは明らかである。
【００３４】
接続タブ３５、４５、４６およびガスケットの導電部分は、タブ３５、４５、４６の端部で電圧をサンプリングするときに最小限の損失と測定誤差をもたらすように、好ましくは高導電性である。しかしながら、接続タブは可撓性のため、例えば接続タブ３５、４５、４６に接続された電気接続集合体が作動中にセルスタックから取り外されると、２つのガスケット接続タブがセルの作動中に短絡する危険性が高まりかねない。このような電気的短絡は、セルにダメージを与える電流の流れを生じる恐れがある。よって、代わりの構成では、第２の部分４８および／または接続タブ３５、４５、４６を形成するガスケット材料の抵抗率は、接続タブが、タブ間の短絡の際のセルのダメージを防止または抑制する抵抗を有するものとなるように配するものとできる。接続タブの抵抗の好ましい範囲は、１０から１０００オームの間である。
【００３５】
高すぎる抵抗は、測定の不正確さにつながりうる。よって上限抵抗値は、好ましくは、セル電圧測定値が許容可能な正確さであるように選ばれ、一方、下限抵抗値は、短絡の際のセルのダメージを防止するように選ばれる。厳密な値は、セル電圧のモニタリングに用いられる回路次第である。
【００３６】
スタックのすべての接続タブが同じ抵抗を有する必要はない。測定誤差を小さくするために、いくつかの接続タブは抵抗を小さくし、短絡防止のために、介在する他の接続タブは抵抗を大きくすることが望ましいであろう。低抵抗タブは、ガスケット３０、４３、４４の表面の適切な場所に金属被覆を設けることで形成可能である。いくつかの回路は、選択されたセルにおいてスタックから低レベルの電力を引き出すが、これら特定の接続タブは、低抵抗であることで恩恵を受けることができる。接続タブはいくつ設けてもよく、例えば、セルあたり１つ以上、あるいはｎ個のセルごととでき、ここでｎは１より大きい整数である。
【００３７】
接続タブ３５、４５、４６は、セルスタックの１つ以上の縁部上の複数箇所に形成可能である。セルスタックは、アノード流動プレートタブに関して図１で示したパターンと同様に、２種類のガスケットを用い、スタックの一面に２つ以上の列の接続タブ３５、４５、４６を形成するように構成可能である。各列の接続タブは、セル１つおきに間隔をあけ、よって隣接するセルどうしの間隔より大きな間隔を有し、各セルへの接続を容易とするために２つの列が１セルだけズレたものとして構成することが可能である。
【００３８】
図７、８、９を参照し、次に、ガスケット接続タブへの接続に好適な電気コネクタ集合体のさまざまな例を説明する。望まれる目的は、標準サイズのコネクタへのそれらの接続を許容するために、所定の一定間隔へと接続タブを適合させる（すなわち、曲げる）ことである。
【００３９】
第１の構成では、各接続タブが、固定ピッチのコネクタ集合体の各要素へと接続されている。これは図７ａに示すように、一連のクリップの各要素５２へと、連続する各接続タブを順次捕獲することで達成可能である。各クリップ要素５２は、蟻継ぎ(dovetail)通路５３内へと配置され、クリップ集合体５０を形成する。あるいは、図７ｂに示すように、スタックで互いに係合しクリップ集合体５１を形成する各両性的クリップ要素５５へと、連続する各接続タブを順次捕獲することで達成可能である。ガスケット接続タブの可撓性とは、ガスケット３０、４３、４４およびクリップ要素５２または５５のピッチまたは間隔における差が、１つのコネクタ集合体に関して少なくともかなりの数のセル、例えば１２個のセルにわたって、ガスケット接続タブの可撓性により吸収可能であることを意味する。
【００４０】
図８に示す別の構成では、ガスケット接続タブのピッチまたは間隔を、それらがスタック面４から現れる近位端での第１の間隔から遠位端での第１の間隔へと調整するために、タブガイド６０が用いられている。図８から分かるように、タブガイド６０は、第１の縁部６２から第２の縁部６３へと延びる一連の通路６１からなる。通路６１のピッチおよび間隔は、第１の縁部６２から第２の縁部６３へ向けて変化する。連続する各ガスケット接続タブは、第１のピッチから第２のピッチへとタブをガイドする連続する通路６１へと導入される。一例では、第１の縁部６２が、セルスタック１の側面４からタブが現れるポイントに対して近位側にあり、第２の縁部６３が、セルスタック１の側面４からタブが現れるポイントに対して遠位側にある。このような場合、タブガイドは、第１の値から第２の値へとタブのピッチを小さくする。一例では、第１の縁部６２における近位端でのタブのピッチは、２．３から２．６ミリの間のセルピッチに対応し、第２の縁部６３における遠位端でのタブのピッチは、２ミリの標準的コネクタピッチに対応する。典型的な例では、１２個の接続タブが１１個のセルのモニタリングのためにコネクタ集合体に収容されるが、この数字および寸法はまったくの一例にすぎない。タブガイド６０は、「ファンインする(fan in)」（すなわち、タブの間隔を狭める）ために、または「ファンアウトする(fan out)」（すなわち、タブの間隔を広げる）ために使用可能である。
【００４１】
好ましい構成では、タブガイド６０は、通路６１が上向きの状態で、スタックの面４に沿って平たく置かれる。第１の縁部６２は、スタック面４からガスケット接続タブが現れるポイントと揃えられている。各ガスケット接続タブは、スタックの面４と平行でかつ各通路６１に倒れ込むように９０度曲げられる。これを容易とするために、通路６１は、第１の縁部６２で広がるものとできる。図９を参照すると、さらに可撓性のフラットケーブル７１が、第２の縁部６３の近傍またはそこでガスケット接続タブに接触するために用いられ、クランプ７２が、ガスケット接続タブにケーブル７１を押し付けるために用いられている。クランプ７２は、図示のようなねじクランプ、あるいはトグルクランプやカムベースのクランプなどの好適な他のクランプであってよい。コネクタ集合体７０はこのようにして形成される。
【００４２】
上述の実施例に対しては、多くの改変がなしうる。ガスケット接続タブは、あらゆるガスケットに形成可能で、これはアノードガスケット２３とカソードガスケット２５の両方またはマニホールドガスケット２８ａ、２８ｂを含み、あるいは、アノードおよび／またはカソードおよび／またはマニホールドガスケットのうち選択されたもののみに形成可能である。接続タブは、ガスケットの好適ないかなる縁部からも現れることが可能で、接続を形成するにあたって、最大限の可撓性のため、複数の縁部に形成されるものであってもよい。セルスタック組立時に不要なガスケットタブは、ガスケットから切り離し可能である。
【００４３】
ガスケット接続タブ３５、４５、４６は、ガスケット材料の大部分または表面の導電性およびガスケット材料の厚みを考慮に入れ、タブに沿って適切なコンダクタンスをもたらすように、好適な幅Ｗを有するものとすることができる。ガスケット接続タブは、非常に電流要求が低いセル電圧モニタリングタブとして使用可能であり、あるいは、スタック内の１つ以上のセルから電流を引き出す（例えば、特定の回路に対して低電圧、低電流の出力をもたらす）場合の他の目的のために使用可能である。より高い電流要求には、例えば、タブ３５、４５、４６および適用可能であれば第２の部分４８を形成するためにガスケットの表面に蒸着または他の方法で形成された金属層を設けることが可能である。
【００４４】
ガスケット接続タブ３５、４５、４６の可撓性は、例えば１ミリ、２ミリ、０．１インチなどの好適な標準的コネクタ集合体ピッチへとタブの列または部分列を適合させるのにかなりの可撓性を与える。
【００４５】
上述のガスケット接続タブは、上に例示したように好適なセル内ガスケットの一部を形成可能であり、あるいは、隣接するセルのアノード流動プレートとカソード流動プレートの間などで、例えば個々のセルの間に存在するガスケットなどのセル間ガスケットの一部を形成することも可能である。
【００４６】
他の実施の形態も、意図的に、添付の請求項の範囲内にある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年5月21日(2014.5.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の層と、複数の導電性接続タブとを含むセルスタックであって、
前記導電性接続タブは、それぞれ、前記セルスタックの少なくとも１つの面から外方向に延び、可撓性シールガスケットの横方向に延びる自由部分として形成されており、
前記ガスケットの他の部分は、前記セルスタックの少なくとも２つの層の間に密封係合をもたらすように配置されている、セルスタック。
【請求項２】
請求項１に記載されたセルスタックであって、前記各ガスケットは、流動フィールドプレートに横方向に隣接するように配されたマニホールドガスケットを含む、セルスタック。
【請求項３】
請求項１に記載されたセルスタックであって、前記各ガスケットは、燃料電池の膜電極組立体と電極プレートとの間に配置される、セルスタック。
【請求項４】
請求項１に記載されたセルスタックであって、各ガスケットは、カソード電極とアノード電極との間に配置される、セルスタック。
【請求項５】
請求項１に記載されたセルスタックであって、各ガスケットの第１の部分は、電気絶縁性で、隣接する電極に接触する前記ガスケットの第２の部分は、導電性で、かつ、前記導電性接続タブと電気的に接触している、セルスタック。
【請求項６】
請求項１に記載されたセルスタックであって、前記接続タブは、前記ガスケットの残部と一体に形成される、セルスタック。
【請求項７】
請求項１に記載されたセルスタックであって、前記ガスケットは、前記ガスケットの材料の大部分に導電性を付与する材料から形成される、セルスタック。
【請求項８】
請求項１に記載されたセルスタックであって、前記接続タブを含む前記ガスケットの少なくとも一部は、少なくともその一面に形成された導電層を有する、セルスタック。
【請求項９】
請求項１に記載されたセルスタックであって、前記接続タブは、１０オームから１０００オームの範囲の抵抗を有する、セルスタック。
【請求項１０】
請求項１に記載されたセルスタックであって、各接続タブは、前記セルスタックの側面から、前記側面に沿って少なくとも一列の接続タブを形成するために、外方向へと延びる、セルスタック。
【請求項１１】
請求項１０に記載されたセルスタックであって、複数の通路からなるタブガイドをさらに含み、各通路は、その中に前記接続タブのそれぞれ１つを受け入れており、前記通路は、前記接続タブの近位端での第１の間隔から前記接続タブの遠位端での第２の間隔へと、前記接続タブを扇状に広げることが可能である、セルスタック。
【請求項１２】
請求項１１に記載されたセルスタックであって、前記タブガイドの前記接続タブへと、その遠位端において接続された電気コネクタ集合体をさらに含む、セルスタック。
【請求項１３】
請求項１０に記載されたセルスタックであって、前記接続タブの列へと接続された電気コネクタ集合体をさらに含む、セルスタック。
【請求項１４】
請求項１０に記載されたセルスタックであって、前記接続タブの選ばれたいくつかは、前記接続タブの他のものとは異なる電気抵抗を有する、セルスタック。
【国際調査報告】
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