(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池用のバイポーラプレート（５）を処理するための方法であって、前記プレートは、反対側の面（１５、１６）を有し、前記バイポーラプレートの前記反対側の面内に溝を有する互いに固定された２つのスタンピング加工された金属シートを含み、
前記方法は、前記バイポーラプレート（５）を矯正用平行ローラ（２７、２８）の２つの列（２５、２６）の間に通すステップを含み、前記ローラの一方の列の前記矯正用ローラは、処理される前記バイポーラプレートの移動方向において、前記ローラの他方の列の矯正用ローラに対してオフセットしており、前記溝は、前記バイポーラプレートが前記矯正用ローラの列の間を通過するときに変形することができ、これにより、前記バイポーラプレート（５）の前記反対側の面（１５、１６）が平行な平面になることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記矯正用ローラの２つの列は、前記バイポーラプレートのために達成すべき所望の厚さに対応する距離に設定されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記バイポーラプレート（５）を、これが長い溝（１１、１２）をより多数有する方向に対して垂直方向に、前記矯正用ローラの列の間を移動させることを特徴とする、請求項１〜請求項２のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
前記矯正用ローラの２つ列（２５、２６）は、転動する平行な平面を定めることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池の分野、特に自動車での使用に適した燃料電池の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、電気化学反応により、一般に水素である燃料及び一般に酸素である酸化剤から電気エネルギーを発生させることを可能にする。
【０００３】
固体電解質プロトン交換膜燃料電池（ＰＥＭＦＣ）は、通常、電気化学的発電機を形成するユニットセルのスタックを含み、ユニットセルの各々は、隣接するユニットセルからバイポーラプレートによって分離されている。各ユニットセルは、例えば硫黄化パーフルオロ化ポリマー材料で作られたイオン交換膜の形態の固体電解質で分離された、アノード要素及びカソード要素を含む。通常の代替的な実施形態によれば、各バイポーラプレートは、一方の側面上で、この側面に隣接したユニットセルに燃料を供給し、もう一方の側面上で、この側面に隣接したユニットセルに酸化剤を供給し、バイポーラプレートによるこれら供給動作は、並行して行われる。
【０００４】
プレートとユニットセルとの連続的なスタッキングは、支持圧力下で保持され、この支持圧力は、良好な電気的接触及び所望の気密性を保証しなければならない。通常、スタックは、支持圧力を提供するタイロッドによって接続された端部の剛直なプレートを含み、支持圧力に対する温度及び湿度の影響を制限するためにばね要素が挿入されている。
【０００５】
それにもかかわらず、現在、良好な所望の気密性は、特にスタックが多数のユニットセルと介在するバイポーラプレートとを含む場合、高い支持圧力をかけることによってのみ得ることができる。その結果、タイロッド及びその締結具は、それ相応の寸法にしなければならない。
【０００６】
特許文献１及び特許文献２は、２つのローラ間を通過して矯正される単純なプレートを記載する。しかしながら、これらのローラは、それらの間で、その軸線に平行なラインに沿ってプレートを押しつぶす効果を生じさせる。所望の矯正を完全に達成することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／０２２６７８５号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００１／２８１１９２号明細書
【発明の概要】
【０００８】
実施形態によれば、反対側の面を有し、バイポーラプレートの反対側の面内に溝を有する互いに固定された２つのスタンピング加工された金属シートを含む、燃料電池用バイポーラプレートを処理するための方法が提案される。
【０００９】
この方法は、バイポーラプレートを矯正用平行ローラの２つの列の間に通すことを含み、ローラの一方の列の矯正用ローラは、処理されるバイポーラプレートの移動方向において、ローラの他方の列の矯正用ローラに対してオフセットしており、溝は、バイポーラプレートが矯正用ローラの列の間を通過するときに変形するのに適しており、その結果、バイポーラプレートの反対側の面は、平行な平面になる傾向がある。
【００１０】
したがって、バイポーラプレートは、スタック内へ挿入されるようにくせ取りされ、その一方で、所望の気密性及び随意に電気的接触を得るための所望の支持圧力を及ぼすのに必要とされる力が低減される。
【００１１】
矯正用ローラの２つの列は、バイポーラプレートのために達成すべき所望の厚さに対応する距離に設定することができる。
【００１２】
バイポーラプレートを、これが長い溝をより多数有する方向に対して垂直方向に、矯正用ローラの列の間を移動させることができる。
【００１３】
矯正用ローラの２つ列は、転動する平行な平面を定めることができる。
【００１４】
燃料電池用バイポーラプレートを処理するための方法を、図面に示された非限定的な例によってここで説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】バイポーラプレートを含む燃料電池の分解斜視図を示す。
【図２】図１の燃料電池のバイポーラプレートの正面図を示す。
【図３】バイポーラプレートの拡大部分断面図を示す。
【図４】矯正機の平面図を示す。
【図５】矯正機の移動方向の断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１に示すように、燃料電池１は、具体的には、平行六面体の形態のスタック２を含み、これは、スタック軸線に沿って重ね合わされるとともに気密に取り付けられたプレート、すなわち、バイポーラプレート５によって分離されたプレートの形態のユニットセル４のセット３、組立体２を締め付ける厚く剛直な端プレート６及び７、並びに最後に端ブロック８、から成る。このスタック２は、タイロッドなどの圧縮手段（図示せず）によって保持される。
【００１７】
各ユニットセル４は、３つの重ね合わされた層、すなわちアノード、電解質及びカソード（図示せず）を含む。各バイポーラプレート５は、一方の側面上で、この側面に隣接したユニットセルに一般に水素である燃料を供給し、もう一方の側面上で、この側面に隣接したユニットセルに一般に酸素である酸化剤を供給し、その結果、電気化学的発電機が形成される。
【００１８】
具体的に図２及び図３に示すように、各バイポーラプレート５は、２つの重ね合わされたスタンピング加工された金属シート９及び１０によって形成される。
【００１９】
これらのスタンピング加工された金属シート９及び１０は、ポーラプレート５の反対側の面１５及び１６を定めるゾーン１３及び１４から後退した複数の反対側の溝１１及び１２を定める。溝１１及び１２の底部１１ａ及び１２ａは、例えば溶接によって互いに取り付けられて固定されている。溝１１及び１２は、末広がりの対称形の脚部を備えたＵ字形の断面を有する。
【００２０】
面１５及び１６は、隣接するユニットセル４の隣接面に接触することが意図され、燃料及び酸化剤を選択的に循環させるチャネル１７及び１８を定めるようになっており、これらのチャネルは、所望のトポグラフィに従ってスタックの軸線に対して垂直に延びる。
【００２１】
加えて、冷却流体の循環用に用いることができるチャネル１９が、金属シート９と１０との間に定められる。
【００２２】
図１及び図２に具体的に示すように、プレートの形態のユニットセル４及びバイポーラプレート５は、複数の軸方向ダクト２２を定める複数の重なり合う軸方向通路２０及び２１を有し、チャネル１７、１８及び２０は、上記軸方向ダクト内へ選択的に開口する。
【００２３】
端ブロック８は、外部ダクト（これらは図示せず）に接続されるのに適し、端プレート６の貫通路２４を通して軸方向チャネル２２に選択的に接続される、複数のチャネル２３を有する。
【００２４】
上述のように、バイポーラプレート５は、スタンピング加工及び溶接によって製造され、通常、所望の値に等しい厚さを有する。それにもかかわらず、かかる製造は、バイポーラプレート５の湾曲などの変形を引き起こす。
【００２５】
図４及び図５に示すように、平坦な方式で、各バイポーラプレート５を、矯正機２９の矯正用平行円筒ローラ２７及び２８の２つの列２５及び２６の間に通すことが提案され、矯正機には、セット可能な支持手段及びこれらのローラの回転手段が設けられる。
【００２６】
矯正用ローラ２７及び２８の数は、矯正用ローラ２７及び２８のうちのいくつかがバイポーラプレート５の反対側の面１５及び１６に載ることができるような数にされる。
【００２７】
列２５の矯正用ローラ２７及び列２６のローラ２８は、並進方向に、例えばピッチの半分だけ、互いにオフセットしている（図５）。
【００２８】
矯正用ローラ２７及び２８は、バイポーラプレート５を適切な並進速度で並進させるために、適切な手段（図示せず）によって回転される。
【００２９】
バイポーラプレート５が、第１の方向に延びる長い溝１１及び１２を他の方向に延びる溝よりも多数有する限りにおいて、バイポーラプレートを、それがこの第１の方向に対して垂直に移動するように矯正用ローラ２７及び２８の列２５と列２６との間に通すことが好ましい。
【００３０】
列２５及び２６の矯正用ローラ２７及び２８によって定められる転動する対向する平面間の距離は、バイポーラプレート５の所望の厚さと実質的に等しいか又は非常に近い。
【００３１】
平行なローラ２７及び２８の２つの列２５と列２６との間を移動している間、処理されるバイポーラプレート５は、一方の列の２つの連続した矯正用ローラと、これら２つの矯正用ローラの間に位置する他方の列の１つのローラとの間で、少なくともその移動の特定の点において、一方向及び／又は他方向に曲げ変形を受けることになる。
【００３２】
これらの連続的な曲げ変形は、特に変形可能な溝１１及び１２の存在ゆえに、これを形成する金属シート９及び１０を変形するのに適しているので、その結果、処理されたバイポーラプレート５の反対側の面１５及び１６は、平行な平面になる傾向がある。
【００３３】
列２５及び２６の転動する対向する平面間の距離並びにローラ２７及び２８の回転速度の設定は、この効果を生じさせるのに適したものである。
【００３４】
したがって、上記処理の後、くせ取りされて平らになったバイポーラプレート５を組立体３の中へ挿入することができ、その結果、所望の気密性及び随意に所望の電気的接触を提供するための、スタック２を形成する種々のプレート間の所望の支持圧力を、低減された軸方向の力で得ることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１：燃料電池
２：スタック
４：ユニットセル
５：バイポーラプレート
６、７：端プレート
８：端ブロック
９、１０：金属シート
１１、１２：溝
１１ａ、１２ａ：溝の底部
１３、１４：ゾーン
１５、１６：面
１７、１８、１９、２３：チャネル
２０、２１：軸方向通路
２２：軸方向ダクト
２５、２６：ローラの列
２７、２８：矯正用ローラ
【図１】
0006778701.tif 000002
【図２】
0006778701.tif 000003
【図３】
0006778701.tif 000004
【図４】
0006778701.tif 000005
【図５】
0006778701.tif 000006