(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池スタックアセンブリであって、
第１のエンドプレートと、前記第１のエンドプレートから当該第１のエンドプレートに対して垂直方向に延在する２つの側壁と、を備える第１の封入部材と、
第２のエンドプレートと、２つのタブまたは２つの側壁と、を備える第２の封入部材と、
前記第１のエンドプレートと前記第２のエンドプレートとの間に位置する複数の燃料電池と、
前記第１のエンドプレート及び前記第２のエンドプレートを固定された相対位置に保持するために、前記第１の封入部材のそれぞれの側壁と、前記第２の封入部材のそれぞれのタブまたは側壁とを係合するように構成される２つの係止部材と、を備え、
前記係止部材が各々、複数の係合領域を備え、前記複数の係合領域が、前記第１の封入部材及び前記第２の封入部材の前記それぞれのエンドプレートを異なる量だけ離間し、前記複数の燃料電池にかかる既定の荷重を維持するように構成され、
前記第１の封入部材の側壁が、各々、
前記複数の燃料電池に圧縮力を提供するために、前記第２の封入部材の２つのタブまたは２つの側壁と係合し、かつ
前記複数の燃料電池の平面に平行な方向に前記それぞれの係止部材を受容するように構成される、燃料電池スタックアセンブリ。
【請求項２】
前記係合領域が、異なる厚さを有する前記係止部材の領域を備える、請求項１に記載の燃料電池スタックアセンブリ。
【請求項３】
前記係止部材が、階段形状を備え、前記係合領域が、前記階段形状の異なるステップを備える、請求項１または請求項２に記載の燃料電池スタックアセンブリ。
【請求項４】
前記第１の封入部材の前記側壁が、前記第２の封入部材の側壁またはタブによって前記それぞれの係止部材に及ぼされた第２の力とは反対方向に、前記それぞれの係止部材に第１の力を及ぼすように構成される、請求項１〜３のいずれかに記載の燃料電池スタックアセンブリ。
【請求項５】
前記第１及び第２の力の前記方向が、前記複数の燃料電池の平面に対して直交する方向である、請求項４に記載の燃料電池スタックアセンブリ。
【請求項６】
前記第１の力が、前記第２の力が及ぼされる第２の位置とは異なる前記係止部材上の第１の位置で各係止部材に及ぼされ、前記第１の位置が、前記複数の燃料電池の平面に平行な方向に前記第２の位置から離間する、請求項４または請求項５に記載の燃料電池スタックアセンブリ。
【請求項７】
前記係止部材が各々、係合部分と、操作部分と、を備える、請求項１〜６のいずれかに記載の燃料電池スタックアセンブリ。
【請求項８】
前記係合部分が、前記操作部分に対して直交する方向に設けられている、請求項７に記載の燃料電池スタックアセンブリ。
【請求項９】
前記第１の封入部材の前記側壁が、前記側壁の平面と直交する方向に前記係止部材を受容するように構成される、請求項１〜８のいずれかに記載の燃料電池スタックアセンブリ。
【請求項１０】
前記係止部材が各々、前記第１の封入部材の前記それぞれの側壁及び前記第２の封入部材の前記それぞれの側壁またはタブにおける１つ以上の開口部と係合するように構成される１つ以上のピンである、請求項９に記載の燃料電池スタックアセンブリ。
【請求項１１】
前記係止部材が各々、Ｃクリップである、請求項９に記載の燃料電池スタックアセンブリ。
【請求項１２】
前記係止部材が各々、前記第１の封入部材の前記それぞれの側壁と、前記第２の封入部材の前記それぞれの側壁またはタブと関連付けられた保持部材と係合するように構成されるピンである、請求項１に記載の燃料電池スタックアセンブリ。
【請求項１３】
前記第２の封入部材が、前記第２のエンドプレートから当該第２のエンドプレートに対して垂直方向に延在する２つの側壁を備え、前記２つの係止部材が、前記第２の封入部材のそれぞれの側壁と係合するように構成される、請求項１に記載の燃料電池スタックアセンブリ。
【請求項１４】
前記第２の封入部材の前記側壁のうちの一方または両方が、前記第１の封入部材の前記側壁の内側、外側、または同一平面上にある、請求項１３に記載の燃料電池スタックアセンブリ。
【請求項１５】
前記第１の封入部材の前記側壁が、前記第２の封入部材の前記側壁に平行である、請求項１３または請求項１４に記載の燃料電池スタックアセンブリ。
【請求項１６】
前記第１のエンドプレート及び前記第２のエンドプレートが各々、前記複数の燃料電池に隣接し、かつ圧縮関係にある圧縮表面を画定し、
前記第１のエンドプレート及び／または前記第２のエンドプレートが、前記圧縮表面を画定する予備成形要素を備え、前記予備成形要素が、前記予備成形要素に荷重がかけられていないとき、前記圧縮表面が凸状表面である一方で、圧縮下で前記燃料電池を維持するために前記荷重が印加されるとき、前記予備成形要素の屈曲が前記圧縮表面を実質的に平面状表面にさせるように、所定の曲率で構成される、請求項１に記載の燃料電池スタックアセンブリ。
【請求項１７】
前記第１のエンドプレート及び／または前記第２のエンドプレートが、前記複数の燃料電池に、またはそれから流体を連通するためのポートを備える、請求項１に記載の燃料電池スタックアセンブリ。
【請求項１８】
前記第１の封入部材、前記第２の封入部材、及び前記複数の燃料電池を受容する内容積部を内側に有する筐体をさらに備え、
前記筐体の内側の前記内容積部の表面に、前記第１の封入部材、前記第２の封入部材、及び前記複数の燃料電池のうちの少なくとも１つの縁または面と係合し、所望の位置に位置付ける、１つ以上のガイド機構または部材を有する、請求項１に記載の燃料電池スタックアセンブリ。
【請求項１９】
前記筐体が、前記それぞれの係止部材を受容するために２つのアパーチャを備える、請求項１８に記載の燃料電池スタックアセンブリ。
【請求項２０】
燃料電池スタックアセンブリを組み立てる方法であって、前記燃料電池スタックアセンブリが、
第１のエンドプレートと、前記第１のエンドプレートから当該第１のエンドプレートに対して垂直方向に延在する２つの側壁と、を備える第１の封入部材と、
第２のエンドプレートと、２つのタブと２つの側壁と、を備える第２の封入部材と、
複数の燃料電池と、
２つの係止部材と、を備え、
前記係止部材が各々、複数の係合領域を備え、前記複数の係合領域が、前記第１の封入部材及び前記第２の封入部材の前記それぞれのエンドプレートを異なる量だけ離間するように構成され、
前記方法が、
前記第１のエンドプレートと前記第２のエンドプレートとの間に複数の燃料電池を位置付けることと、
外部荷重を印加して前記第１の封入部材の前記第１のエンドプレート及び前記第２の封入部材の前記第２のエンドプレートを相互に付勢し、それにより前記複数の燃料電池を圧縮することと、
前記２つの係止部材を、前記複数の燃料電池の平面に平行な方向に、前記第１の封入部材のそれぞれの側壁と、前記第２の封入部材のそれぞれの側壁またはタブとを係合することと、
前記外部荷重を解放し、それにより前記複数の燃料電池に圧縮力を及ぼす燃料電池スタックアセンブリを提供し、前記第１のエンドプレート及び前記第２のエンドプレートを固定された相対位置に保持し、前記複数の燃料電池にかかる既定の荷重を維持することと、を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、燃料電池スタックアセンブリ、及び燃料電池スタックアセンブリを組み立てる方法に関する。
【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、概して両方を気体流の形において、電気エネルギー及び反応生成物に変換する。水素及び酸素を反応させるための一般的な種類の電気化学燃料電池は、高分子イオン（プロトン）交換膜を備え、膜のそれぞれの側を燃料及び空気が通過する。プロトン（すなわち、水素イオン）は、膜を通って伝導され、燃料電池のアノード及びカソードを接続する回路を通じて伝導された電子によって平衡状態になる。有効電圧を増加させるために、スタックは、個別のアノード及びカソードの流体流経路を備えて配置された、このような膜をいくつか備えて形成されてもよい。このようなスタックは典型的に、スタックのそれぞれの端部でエンドプレートによって結合される無数の個別の燃料電池プレートを備えるブロックの形である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の第１の態様に従い、
第１のエンドプレートと、第１のエンドプレートから当該第１のエンドプレートに対して垂直方向に延在する２つの側壁と、を備える第１の封入部材と、
第２のエンドプレートと、２つのタブまたは２つの側壁と、を備える第２の封入部材と、
第１のエンドプレートと第２のエンドプレートとの間に位置する複数の燃料電池と、
第１のエンドプレート及び第２のエンドプレートを固定された相対位置に保持するために、第１の封入部材のそれぞれの側壁と、第２の封入部材のそれぞれのタブまたは側壁とを係合するように構成される２つの係止部材と、を備え、
係止部材が各々、複数の係合領域を備え、複数の係合領域が、第１の封入部材及び第２の封入部材のそれぞれのエンドプレートを異なる量だけ離間し、複数の燃料電池にかかる既定の荷重を維持するように構成され、
第１の封入部材の側壁が、各々、
複数の燃料電池に圧縮力を提供するために、第２の封入部材の２つのタブまたは２つの側壁と係合し、かつ
複数の燃料電池の平面に平行な方向にそれぞれの係止部材を受容するように構成される、燃料電池スタックアセンブリが提供される。
【０００５】
係合領域は、異なる厚さを有する係止部材の領域を備えてもよい。係止部材は、階段形状を備えてもよい。係合領域は、階段形状の異なるステップを備えてもよい。
【０００６】
第１の封入部材の側壁は、第２の封入部材の側壁またはタブによってそれぞれの係止部材に及ぼされた第２の力とは反対方向に、それぞれの係止部材に第１の力を及ぼすように構成されてもよい。
【０００７】
第１及び第２の力の方向は、複数の燃料電池の平面に対して直角／直交してもよい。
【０００８】
第１の力は、第２の力が及ぼされる第２の位置とは異なっていてもよい、係止部材上の第１の位置で、各係止部材に及ぼされてもよい。第１の位置は、複数の燃料電池の平面に平行な方向に、第２の位置から離間されてもよい。したがって、係止部材上にせん断力が及ぼされると言うことができる。
【０００９】
係止部材は各々、係合部分と、操作部分とを備えることができる。係合部分は、操作部分に対して直交する方向に設けられていてもよい。
【００１０】
第１の封入部材の側壁は、側壁の平面に直交する方向に、係止部材を受容するように構成されてもよい。
【００１１】
係止部材は各々、第１の封入部材のそれぞれの側壁及び第２の封入部材のそれぞれの側壁またはタブにおける１つ以上の開口部と係合するように構成される、１つ以上のピンを備えることができる。
【００１２】
係止部材は各々、Ｃクリップを備えてもよい。
【００１３】
第１の封入部材の側壁は、側壁の平面に平行な方向に、係止部材を受容するように構成されてもよい。係止部材は各々、第１の封入部材のそれぞれの側壁と、第２の封入部材のそれぞれの側壁またはタブと関連付けられた保持部材と係合するように構成されるものを備えることができる。
【００１４】
第２の封入部材は、第２のエンドプレートから当該第２のエンドプレートに対して垂直方向に延在する２つの側壁を備えることができる。２つの係止部材は、第２の封入部材のそれぞれの側壁と係合するように構成されてもよい。第２の封入部材の側壁のうちの一方または両方は、第１の封入部材の側壁の内側、外側、または同一平面上にあってもよい。第１の封入部材の側壁は、第２の封入部材の側壁に平行であってもよい。
【００１５】
第１のエンドプレート及び第２のエンドプレートは各々、複数の燃料電池に隣接し、かつ圧縮関係にある圧縮表面を画定することができる。第１のエンドプレート及び／または第２のエンドプレートは、圧縮表面を画定する予備成形要素を備えることができる。予備成形要素は、予備成形要素に荷重がかけられていないとき、圧縮表面が凸状表面である一方で、圧縮下で燃料電池を維持するために荷重が印加されるとき、予備成形要素の屈曲によって圧縮表面が実質的に平面状表面になることができるように、既定の曲率で構成されてもよい。
【００１６】
第１のエンドプレート及び／または第２のエンドプレートは、複数の燃料電池へ、または複数の燃料電池から流体（液体または気体であってもよい）を連通するためのポートを備えることができる。
【００１７】
燃料電池スタックアセンブリは、第１の封入部材、第２の封入部材、及び複数の燃料電池のうちの少なくとも１つを受容する内容積部を内側に有する筐体をさらに備えることができる。筐体の内側の内容積部の表面に、第１の封入部材、第２の封入部材、及び複数の燃料電池のうちの少なくとも１つの縁または面と係合し、所望の位置に位置付ける、１つ以上のガイド機構または部材を有するようにしてもよい。
【００１８】
筐体は、それぞれの係止部材を受容するために２つのアパーチャを備えることができる。
【００１９】
本発明のさらなる態様に従い、燃料電池スタックアセンブリを組み立てる方法であって、前記燃料電池スタックアセンブリが、
第１のエンドプレートと、第１のエンドプレートから当該第１のエンドプレートに対して垂直方向に延在する２つの側壁と、を備える第１の封入部材と、
第２のエンドプレートと、２つのタブと２つの側壁と、を備える第２の封入部材と、
複数の燃料電池と、
２つの係止部材と、を備え、
係止部材が各々、複数の係合領域を備え、複数の係合領域が、第１の封入部材及び第２の封入部材のそれぞれのエンドプレートを異なる量だけ離間するように構成され、
方法が、
第１のエンドプレートと第２のエンドプレートとの間に複数の燃料電池を位置付けることと、
外部荷重を印加して第１の封入部材の第１のエンドプレート及び第２の封入部材の第２のエンドプレートを相互に付勢し、それにより複数の燃料電池を圧縮することと、
２つの係止部材を、複数の燃料電池の平面に平行な方向に、第１の封入部材のそれぞれの側壁と、第２の封入部材のそれぞれの側壁またはタブとを係合することと、
外部荷重を解放し、それにより複数の燃料電池に圧縮力を及ぼす燃料電池スタックアセンブリを提供し、第１のエンドプレート及び第２のエンドプレートを固定された相対位置に保持し、複数の燃料電池にかかる既定の荷重を維持することと、を含む、方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
ここで、説明は、添付の図面を参照し、例のみとして提供される。
【図１ａ】第１の封入部材の上に位置決めされ、これと係合されるように準備された第２の封入部材を備える燃料電池アセンブリを示す。
【図１ｂ】第２の封入部材が外部力によって下向きに移動されている、図１ａの燃料電池アセンブリを示す。
【図１ｃ】第２の封入部材が外部力によってさらに下向きに移動されている、図１ｂの燃料電池アセンブリを示す。
【図１ｄ】係止部材が第１及び第２の封入部材と係合されている、図１ｃの燃料電池アセンブリを示す。
【図１ｅ】図１ｄの燃料電池アセンブリの別の図を示す。
【図１ｆ】図１ａの燃料電池アセンブリの第１の封入部材の側壁の末端図を示す。
【図２】その長さにそって変動する厚さを有する係止部材を示す。
【図３】図１ｄに図示されている燃料電池アセンブリに類似する燃料電池アセンブリの分解図を示す。
【図４ａ】燃料電池スタックを組み立てる工具を示す。
【図４ｂ】係止部材を支えるための代替の担体を示す。
【図５ａ】実質的に圧縮されていない状態の燃料電池アセンブリを示す。
【図５ｂ】圧縮下の図５ａの燃料電池アセンブリを示す。
【図５ｃ】２０００Ｎ外部荷重下の図５ｂの燃料電池アセンブリを示す。
【図５ｄ】外部荷重が除去された後の図５ｃの燃料電池アセンブリを示す。
【図６ａ】第２の封入部材が側壁を有する、代替の燃料電池スタックアセンブリの分解斜視図を示す。
【図６ｂ】組み立てられた場合の図６ａの燃料電池スタックアセンブリの斜視図を示す。
【図７ａ】保持部材が提供される、代替の燃料電池スタックアセンブリの分解斜視図を示す。
【図７ｂ】組み立てられた場合の図７ａの燃料電池スタックアセンブリの斜視図を示す。
【図７ｃ】図７ａ及び７ｂの燃料電池スタックアセンブリと使用するための代替の係止部材を示す。
【図８ａ】同軸の係合及び操作部分を備える係止部材を備える別の燃料電池スタックアセンブリの断面を示す。
【図８ｂ】複数の係合部分を備える係止部材を備える別の燃料電池スタックアセンブリの断面を示す。
【図９ａ】複数の係合部分を備える係止部材を示す。
【図９ｂ】図９ａの係止部材を受容するための燃料電池スタックアセンブリの側面図を示す。
【図１０】異なる側壁構成を備える別の燃料電池スタックアセンブリの断面を示す。
【図１１】異なる側壁構成を備える、さらに別の燃料電池スタックアセンブリの断面を示す。
【図１２】燃料電池スタックアセンブリを組み立てる方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１ａ〜１ｅは、２つの封入部材１０２、１０４の間に位置する１つ以上の燃料電池（図１には図示せず）へ圧縮力を印加するために、相互に係合するように構成される第１の封入部材１０２及び第２の封入部材１０４を備える燃料電池スタックアセンブリ１００の多様な図面を示す。
【００２２】
第１の封入部材１０２は、第１のエンドプレート１０６と、第１のエンドプレート１０６から横方向に、かつ第１のエンドプレート１０６の対向する端部に延在する２つの側壁１０８とを備える。第２の封入部材１０４は、第２のエンドプレート１０５を備える。
【００２３】
いくつかの例において、第１のエンドプレート１０６及び／または第２のエンドプレート１０５は、流体が燃料電池へまたは燃料電池から連通することができる１つ以上のポートを有することができる。このような流体は、例えば、燃料、空気、または冷却剤であってもよい。
【００２４】
図１ｃ、１ｄ及び１ｅに示されるように、燃料電池アセンブリ１００は、２つの係止部材１１０も備える。各係止部材１１０は、１つ以上の燃料電池を圧縮するために、第１の封入部材１０２及び第２の封入部材１０４の側壁１０８のうちの１つを係合する。
【００２５】
各係止部材１１０は、以下に詳細を記載するように、燃料電池の平面に平行な方向に、側壁１０８及び第２の封入部材１０４のうちの１つを係合する。この例において、係止部材１１０は、側壁１０８の平面に直交する方向に係合する。
【００２６】
図１ａは、第１の封入部材１０２の上に位置付けられ、これと係合されるように準備された第２の封入部材１０４を備える燃料電池アセンブリ１００を示す。第２の封入部材１０４は、２つの対向する端面から延在するタブ１１６を有する。
【００２７】
第１の封入部材１０２の側壁１０８は各々、第２の封入部材１０４のタブ１１６を受容するために、それらの遠位端（第１のエンドプレート１０６から最も離れた端部）に開口部１２０を有する。
【００２８】
図１ｆは、側壁１０８の末端図を示す。開口部１２０は、側壁１０８の遠位端に最も近い、口領域１２２を有する。口領域１２２は、口領域１２２よりも第１のエンドプレート１０６に近い、空洞領域１２４内へ開く。空洞領域１２４の幅は、口領域１２２の幅より大きい。すなわち、第１のエンドプレート１０６の平面に平行、かつ側壁１０８の平面に直交する方向における開口部１２０の寸法は、第１のエンドプレート１０６により近い、開口部１２０の領域よりも大きい。
【００２９】
この例において、側壁１０８の２つの肩部１１８は、図１ｅを参照して詳細に説明されるように、開口部１２０の口領域１２２と空洞領域１２４との間の推移部に提供される。
【００３０】
図１ｂは、第２の封入部材１０４が外部力によって下向きに移動し、第２の封入部材１０４が、図１ａに示された位置から、第１の封入部材１０２へ向かって移動している、燃料電池アセンブリ１００を示す。図１ｂに示されるように、第２のエンドプレート１０５のタブ１１６は、側壁１０８の開口部１２０の口領域に位置する。口領域の幅は、タブの幅よりわずかにのみ大きくてもよく、例えば、数ミリメートルだけの隙間が提供されてもよい。
【００３１】
図１ｃは、第２の封入部材１０４が外部力によってさらに下向きに移動し、第２の封入部材１０４が、図１ｂに示された位置から、第１の封入部材１０２へ向かって移動している、燃料電池アセンブリ１００を示す。図１ａに示されるように、第２のエンドプレート１０５のタブ１１６は、側壁１０８の開口部１２０の空洞領域に位置する。タブ１１６は、開口部１２０の肩部１１８を越えて移動している。
【００３２】
係止部材１１０は、図１ｃにおいて、第１及び第２の封入部材１０２、１０４と係合するための準備ができた位置に示される。係止部材１１０は、相互に横方向に延在する、係合部分１１２と操作部分１１４とを有し、この例では、相互に直交する。係止部材１１０の係合部分１１２は、開口部１２０の空洞領域に挿入される。空洞領域の幅は、一般に、係止部材１１０の幅と対応する。係止部材１１０の幅は、第２のエンドプレート１０５のタブ１１６の幅より大きい。
【００３３】
図１ｄ及び１ｅは、第１の封入部材１２０及び第２の封入部材１０４の側壁１０８と係合された係止部材１１０を示す。より具体的には、各係止部材１１０の係合部分１１２は、タブ１１６の上部表面と、側壁１０８内の肩部１１８の底部表面との間に位置する。
【００３４】
第２の封入部材１０４のタブ１１６を側壁１０８の開口部１２０の空洞領域に位置するために使用された外部力は、係止部材１１０がこうして第１及び第２の封入部材を相互に相対的な位置に保ち、それにより燃料電池上の圧縮力を維持するので、除去される。
【００３５】
燃料電池は、多様なガスケット及び密閉が正しく機能することができるように、スタック内で圧縮下に保たれることが理解されるであろう。したがって、燃料電池が固定され、圧縮力下で第１のエンドプレート１０６と第２のエンドプレート１０５との間に保持されると、２つのエンドプレート１０５、１０６上で外向きに押す力を提供する。この力は、タブ１１６の上部表面に、第２のエンドプレート１０５の平面に対して横方向の第１の方向において係止部材１１０の係合部分１１２に力を印加させる。タブ１１６によって係合部分１１２に提供された力は、２つの構成要素が接する係合部分１１２の中心に向かった位置で印加される。
【００３６】
係合部分１１２は、これによって、開口部１２０の肩部１１８を画定する、側壁１０８の領域に力を印加するように剛性である。この力は、タブ１１６によって係合部分１１２に提供された力と同じ方向であるが、力が、タブ１１６によって係合部分１１２に提供される場所の外側である位置で印加される。これは、肩部１１８が、タブ１１６の設置面積の外側にあるためである。肩部１１８は、タブ１１０が係止部材１１６に接触する位置とは異なる、第１の位置で係止部材１１０に接触する。第１の位置は、１つ以上の燃料電池の平面に平行な方向に、第２の位置から離間する。
【００３７】
肩部１１８は、圧縮に抵抗する燃料電池プレートによって印加される力の下で大幅に移動しないように十分剛性であり、すなわち、燃料電池アセンブリ１００の多様な構成要素間の力が平衡される。したがって、図１eに示されるように係止部材１１０を検討する場合、タブ１１６は、係止部材１１０の中央領域に上向き方向に第２の力を及ぼし、側壁１０８の肩部１１８は、係止部材１１０の外側領域に下向き方向に第１の力を及ぼす。中央領域は、第２の位置の例である。外側領域は、第１の領域の例である。幅方向において、外側領域は、タブ１１６及び肩部１１８によって反対方向に及ぼされる力によって、せん断力が係止部材１１０に印加されるように、中央領域の外側である。
【００３８】
係止部材１１０のせん断強度に依存する燃料電池アセンブリを提供することは、せん断力が、圧縮された燃料電池アセンブリの膨張力に対して直交するため、
・  アセンブリを所定位置に保つための接触面積が小さい、
・  係止機構を所定位置に保ち、時間が経過しても緩まないように作動する膨張力、
・  スプリングクリップを使用するアセンブリと比較して、せん断係止部材そのものが力を一切及ぼさず、それに及ぼされる力を維持するだけであるため、燃料電池アセンブリの実装において変動を削減、のうちの１つ以上を可能にするため、有利であり得る。
【００３９】
このような燃料電池アセンブリの構築は、したがって、エンドプレートを単純に所定の位置に滑動することができるので、単純化される。また、アセンブリのサイズへの全体的な追加が小さい。
【００４０】
さらに、所定位置にある場合、係止部材１１０は、燃料電池の平面に平行な方向に力をほとんど、または全く経験しないことができ、横方向における係止部材１１０の移動を制限するための機構が全く必要とされなくてもよいために、有利であり得る。
【００４１】
この例において、第１及び第２両方のエンドプレート１０６、１０５は、圧縮表面と参照される、燃料電池に接触するエンドプレートの表面が、予備成形要素に荷重がかかっていない場合、凸状表面であるように、既定の曲率で構成された予備成形要素を備える。これは、図１ａ及び１ｂに示される。
【００４２】
係止部材１１０が、燃料電池を圧縮下に維持するための荷重を印加するために、封入部材１０２、１０４と係合すると、側壁１０８に対する位置に固定される２つの端部間の予備成形要素の屈曲によって、圧縮表面が、実質的に平面状表面になる。これは、図１ｃ及び１ｄに示される。
【００４３】
このような予備成形要素を使用する実施形態において、各エンドプレート１０２、１０４は、組み立て中の燃料電池プレートの所望される圧縮荷重で、各荷重のない凸状の圧縮面を実質的に平面配置にもたらすように、十分に剛性であるが、弾性の材料から製造される。係止部材１１０の適用によって、圧縮面が、平面状かつ相互に相対的に平行の両方になり、それにより燃料電池スタックの両方の端部面に正しい均一の圧力を及ぼすように、エンドプレート１０２、１０４の各々が屈曲する。予備成形エンドプレート１０２、１０４の各々の平面外の厚さ、剛性、及び弾性変形性は、平面的かつ均一の圧力が燃料電池に与えられることを確実にするように選択される。
【００４４】
要約すると、「予備成形」エンドプレートという表現は、エンドプレートが、燃料電池スタックアセンブリの要求された圧縮圧力において相互に平坦かつ平行な関係をとるように、荷重が全くない状態で既定の曲率を呈することを示すことを意図する。荷重が全くない状態の既定の曲率は、組み立て及び試運転中にスタックアセンブリの最初の慣らし運転及び通常運転を可能にするように選択されてもよい。燃料電池スタックアセンブリにおいて、試運転前または試運転中に、スタックが、例えば、拡散層等の層または多様なガスケットの塑性変形の結果、わずかに圧縮する短い期間が存在する場合がある。荷重が全くない状態でのエンドプレートの既定の曲率は、燃料電池スタックの試運転後に相互に平坦かつ平行な関係をとるように適応するように構成されてもよい。
【００４５】
１つ以上のこのような予備成形エンドプレート１０２、１０４の使用は、燃料電池アセンブリが、一連の高さではなく、所望の荷重に合わせて構築されることを可能にすることができる。より小型の燃料電池スタックのための適用がますます重要になるにつれ、より薄いゲージの材料が特に有利になっている。しかしながら、燃料電池アセンブリが決められた高さに合わせて作製される場合、製造の許容内である様々な燃料電池寸法の全てに対して十分な圧縮力が燃料電池に印加されることを確実にするために、過荷重を印加することが必要になる場合がある。このような過荷重は、薄い構成要素の座屈を発生させる可能性があり、それにより燃料電池スタックの性能を悪化させる。したがって、既定の高さではなく、既定の荷重に合わせて構築することができる本明細書に開示される燃料電池アセンブリは、これらの問題を減少させることができる。
【００４６】
他の例において、第１の封入部材は、第１のエンドプレートの３つ以上の縁に沿って、またはいくつかの事例では全ての縁に沿って、側壁を備えることが理解されるであろう。このような例において、対応するタブが、第２の封入部材上に提供されてもよい。各タブはしたがって、係止部材と係合することができる壁の開口部と関連付けられる。
【００４７】
図２は、図１ａ〜１ｆの燃料電池アセンブリと使用することができる係止部材２１０を示す。係止部材２１０は、２つの封入部材と係合するための係合部分２１２と、任意選択の操作部分２１４とを備える。操作部分は、係止部材２１０の挿入及び取り外しを支援することができる。
【００４８】
この例の係合部分２１２は、固定の寸法ではなく、所望の荷重に合わせて燃料電池アセンブリを構築するために使用することができるように、異なる厚さの係合領域を有する形状を有する。異なる係合領域は、第１の封入部材及び第２の封入部材のそれぞれのエンドプレートを異なる量だけ離間するために使用される。図１ａ〜１ｅを参照した上記と同様に、燃料電池及び封入部材は、外部の力によって、所望の使用荷重まで圧縮することができる。係止部材２１０は次いで、必要な荷重を提供する係止部材の係合部分２１２の部分が適切な位置になるまで、第２のエンドプレート上のタブと、第１のエンドプレートと関連付けられた側壁の肩部との間に挿入することができる。
【００４９】
この例において、係止部材２１０の係合部分２１２は、階段形状を有し、各階段は、異なる係合領域を表し、第１のエンドプレートに略平行な第２の封入部材と合うための接触表面を有する。各階段の厚さは、係合部分２１２に沿った距離に応じ、操作部分２１４からの距離が増加すると、厚さが減少する。このような例は、エンドプレートに平行な方向にある封入部材によって、係止部材２１０に及ぼされる何らかの力の成分がほとんどない、または全くないために有利である。したがって、横寸法（すなわち、エンドプレートに平行である）の係止部材２１０の移動を抑止するための機構が全く必要とされなくてもよい。
【００５０】
他の実施形態において、係止部材は、傾斜形状を含む、異なる厚さを有する少なくとも２つの領域を有する任意の形状を有してもよい。
【００５１】
燃料電池アセンブリを固定された高さではなく、荷重に合わせて構築する係止部材２１０の能力は、上記の予備成形要素の代わりに、またはこれに加えて使用することができる。
【００５２】
図３は、図１に示されるものと類似である燃料電池アセンブリ３００の分解図を示す。図１を参照して既に説明した構成要素は必然的に、ここで再度説明しない。図２の係止部材は、図３の燃料電池アセンブリ３００で使用することができる係止部材３１０の配向と比較すると、上下逆に示されることが理解されるであろう。
【００５３】
燃料電池アセンブリ３００は、第１の封入部材３０２と、第２の封入部材３０４と、２つの封入部材３０２、３０４の間に位置する３つの燃料電池３３０とを含む。上記のように、燃料電池３３０は、係止部材３１０によって一体化して保たれる、２つの封入部材３０２、３０４の間で圧縮される。燃料電池アセンブリ３００は、燃料電池アセンブリ３００の構成要素のうちの少なくともいくつかにアセンブリガイドを提供するために内側に成形され得る筐体３３２も含む。
【００５４】
一例において、
・  第２の封入部材３０４、
・  ３つの燃料電池３３０、及び
・  第１の封入部材３０２の構成要素の少なくとも各々は、これによって燃料電池アセンブリ３００を組み立てるために、筐体３３２内に位置付けることができる。
【００５５】
筐体３３２は、上記の構成要素の１つ以上の縁または面と係合して、それらを所望の位置に位置付ける、１つ以上の周知のガイド機構または部材を有することができる。例えば、ガイドレールが提供されてもよい。ガイド機構または部材はまた、構成要素を上下逆等、誤った配向で筐体３３２内に挿入できないように配向が特定されてもよい。
【００５６】
２つの封入部材３０２、３０４及び燃料電池３３０は、筐体３３２に挿入された後、燃料電池３３０と関連付けられたガスケット及び密閉が正しく機能することができるように、有効寸法または使用荷重まで圧縮される。
【００５７】
筐体３３２は、第１の封入部材３０２の側壁内の開口部の少なくとも一部に対応する、その側壁内に、２つのアパーチャ３３４を有する。２つの封入部材３０２、３０４及び燃料電池３３０が適切に圧縮されると、係止部材３１０がアパーチャ３３４を通じて挿入されるので、第１の封入部材３０２の開口部に入り、それにより図１ａ〜１ｅに関する上記のように、２つの封入部材３０２、３０４を一体に保つ。この例において、係止部材３１０もまた、筐体３３２と係合し、２つの封入部材に対して固定位置に維持する。
【００５８】
筐体３３２は、第１の封入部材３０２の側壁に対する摩擦接触を有してもよく、燃料電池３３０を中心にして、部分的に圧縮された位置で保持することを補助することができる。これは、この組み立て段階を容易にし、部品が移動または落下することのない取扱いを強化させることができる。
【００５９】
図３の筐体３３２の使用は、燃料電池スタックアセンブリの組み立ての速度を増加させることができる。
【００６０】
筐体３３２は、プラスチックから作製されてもよい。第１及び第２の封入部材３０２、３０４は、ステンレス鋼から作製されてもよい。
【００６１】
図４ａ及び４ｂは、本明細書に開示される燃料電池アセンブリを組み立てるための工具を示す。図１ａ〜１ｅに示される係止部材に類似する２つの係止部材４１０を係合させる工具が示されているが、他の種類の係止部材には、類似の工具を使用することができることが理解されるであろう。
【００６２】
工具は、上部のプレス４４０と、下部のプレス４４２とを備える。上部のプレス４４０及び下部のプレス４４２は、第１の封入部材４０２と第２の封入部材４０４との間で燃料電池スタック４４４を圧縮させるように一体になる。プレス４４０、４４２は、燃料電池スタック４４４に所望の荷重が印加されるように、または燃料電池スタック４４４が所望の寸法に圧縮されるように、制御することができる。
【００６３】
工具は、燃料電池スタック４４４内の燃料電池の平面に平行な方向において、横方向に燃料電池アセンブリに対して移動可能である２つの担体４４６も備える。担体４４６の各々は、プレス４４０、４４２が取除かれると、第１及び第２の封入部材４０２、４０４が燃料電池スタック４４４上の圧縮力を維持することができるように、第１及び第２の封入部材４０２、４０４と係合するための係止部材４１０を保つ。
【００６４】
この例では、係止部材４１０が担体４４６に保たれる方式に起因して、担体４４６は、係止部材４１０が定位置のままであるように、係止部材４１０から解放するために、燃料電池の平面に直交する方向にも移動する。
【００６５】
いくつかの例において、プレス４４０、４４２は、担体４４６が係止部材４１０から解放される前に、燃料電池アセンブリから外されてもよい。この方式において、係止部材４１０と２つの封入部材４０２、４０４との間の摩擦は、担体４４６が取り外されたときに、係止部材４１０を所望の場所に保つことを補助することができる。
【００６６】
図４ｂは、係止部材４１０’を支えるための代替の担体４４６’のさらなる詳細を示す。この例において、担体は、２つの封入部材と係合するその係合部分が、担体４４６’から離間するように、係止部材４１０’を付勢するスプリング４４７を備える。これは、係止部材４１０’を燃料電池アセンブリ内の位置に正しく位置付けることを支援することができる。
【００６７】
言うまでもなく、スプリング４４７の代わりに、任意の他の弾性付勢手段を使用することができる。
【００６８】
図５ａ〜５ｄは、図１ａ〜１ｆを参照して説明した燃料電池アセンブリに類似である燃料電池アセンブリ５００ａ〜ｄの組み立て工程の段階を示す。燃料電池アセンブリ５００ａ〜ｄは、第１の封入部材５０２ａ〜ｄと、第２の封入部材５０４ａ〜ｄと、１つ以上の燃料電池（図示せず）とを備える。第１の封入部材５０２ａ〜ｄは、第１のエンドプレートを備える。第２の封入部材５０２ａ〜ｄは、第２のエンドプレートを備える。第１及び第２のエンドプレートは、そのプレートに荷重が全くかかっていない場合に各プレートの圧縮表面が凸状表面であるように、既定の曲率で予備成形される。
【００６９】
図５ａは、実質的に圧縮されていない状態の燃料電池アセンブリを示す。外部力５０３ａは、第１の封入部材５０２ａを第２の封入部材５０４ａと整合させ、かつ接触させるために、第１の封入部材５０２ａに印加されている。第１の封入部材５０２ａの側壁は、第２の封入部材５０４ａのエンドプレートを越えて延在しない。この条件において、第１及び第２のサイドプレートは、屈曲を呈し、第１及び第２のサイドプレートのそれぞれの圧縮表面が凸状である。
【００７０】
図５ｂは、圧縮下の燃料電池アセンブリ５００ｂを示す。外部の力５０３ｂの印加は、図１ａ〜１ｆを参照して詳細を説明したように、第１の封入部材５０２ｂの開口部を、第２の封入部材５０４ｂのタブと係合させるために十分である。
【００７１】
図５ｃは、この例において、２０００Ｎの外部の力５０３ｃを印加した燃料電池アセンブリ５００ｃを示す。燃料電池アセンブリ５００ｃ内の１つ以上の燃料電池は、例えば、１２００〜１８００Ｎまで荷重がかけられてもよい。このような力は、燃料電池と関連付けられた多様な密閉及びガスケットが、燃料電池の異なる領域間に必要な密閉を提供するために、適切な動作圧まで荷重がかけられることを確実にするために十分である。燃料電池によって対応することができる荷重を超えて提供される何らかの外部力５０３ｃは、第１の封入部材５０２ｃの側壁によって支えられる。
【００７２】
燃料電池アセンブリが十分な外部荷重下にあるとき、係止部材５１０ｃは、第１及び第２の封入部材５０２ｃ、５０４ｃを相対的に固定した位置で保持するために、封入部材５０２ｃ、５０４ｃと係合してもよい。係止部材５１０ｃは、燃料電池の平面と平行な方向に、第１の封入部材５０２ｃの側壁における開口部を通じて挿入される。係止部材は、第１の封入部材５０２ｃを用いて、第２の封入部材５０４ｃを所定位置に効果的にクリップする。
【００７３】
図５ｄは、外部力が除去されている図５ｃに関して記載した、完全に組み立てられた燃料電池アセンブリ５００ｄを示す。この状態において、燃料電池アセンブリ５００ｄ内の燃料電池は抑制される。燃料電池の多様なガスケット及び密閉の膨張力は、第１及び第２の封入部材５０２ｄ、５０４ｄ及び係止部材５１０ｄに４００〜５００Ｎの力を印加する。
【００７４】
図６ａ及び６ｂは、第２の封入部材が側壁を有する、代替の燃料電池スタックアセンブリ６００の図を示す。
【００７５】
図６ａは、燃料電池スタックアセンブリ６００の分解斜視図を示す。燃料電池スタックアセンブリ６００は、２つの封入部材６０２、６０４の間に位置する１つ以上の燃料電池（図６ａには図示せず）に圧縮力を印加するために、相互に係合するように構成される第１の封入部材６０２及び第２の封入部材６０４を備える。
【００７６】
第１の封入部材６０２は、第１のエンドプレート６０６と、第１のエンドプレート６０６から横方向に、かつその対向する端部に延在する、２つの側壁６０８とを備える。第２の封入部材６０４は、第２のエンドプレート６０５と、第２のエンドプレート６０５から横方向に、かつその対向する端部に延在する２つの側壁６０９とを備える。第１の封入部材６０２の側壁６０８は、第２の封入部材６０４の側壁６０９に平行である。
【００７７】
燃料電池スタックアセンブリ６００の各側壁６０８、６０９は、開口部６２０、６２１を備え、開口部６２０、６２１は、この例において、その近位端（関連付けられたエンドプレート６０２、６０４に隣接する端部である）に隣接する。
【００７８】
燃料電池アセンブリ６００は、係止部材６１０も備え、係止部材６１０は、この例では、Ｃクリップ係止部材である。係止部材６１０は、燃料電池の平面と平行な方向に、第１及び第２の封入部材６０４、６０６の側壁６０８、６０９の開口部６２０、６２１を係合するように構成される。係止部材６１０は、側壁６０８の平面に直交する方向に係合するように構成される。図１に図示された燃料電池アセンブリとは異なり、この例の開口部６２０、６２１には、口領域は全く不要である。図６ａに示された燃料電池アセンブリにおいて、各側壁６０８、６０９の開口部６２０、６２１は、側壁６０８、６０９の縁まで延在する。
【００７９】
図６ｂは、組み立てられた燃料電池スタックアセンブリ６００を示し、組み立てられた燃料電池スタックアセンブリ６００は、その特徴的な形状のために、郵便箱アセンブリと参照されてもよい。この例において、第１の封入部材６０２は、第２の封入部材６０４と接触し、係止部材６１０は、第１及び第２の封入部材６０２、６０４と係合する。図１及び４に関して記載された類似の技術は、図６ｂに示されるアセンブリを組み立てるために使用することができる。燃料電池アセンブリが組み立てられると、第１及び第２の封入部材６０２、６０４上のアセンブリ内の燃料電池の相互の力が、係止部材を所定位置に維持することが理解されるであろう。
【００８０】
図７ａ及び７ｂは、保持部材を備える側壁を有する、代替の燃料電池スタックアセンブリ７００の図を示す。図７ａは、燃料電池スタックアセンブリ７００の分解斜視図を示す。図７ｂは、組み立てられた場合の燃料電池スタックアセンブリ７００を示す。
【００８１】
図６に関して記載した例のように、燃料電池スタックアセンブリ７００は、２つの封入部材７０２、７０４の間に位置する１つ以上の燃料電池（図７ａには図示せず）に圧縮力を印加するために、相互に係合するように構成される第１の封入部材７０２及び第２の封入部材７０４を備える。
【００８２】
第１及び第２の封入部材７０２、７０４は、１つ以上の燃料電池に、またはそれから流体を連通するために、複数のポートを備えることができる。
【００８３】
第１の封入部材７０２は、第１のエンドプレート７０６と、第１のエンドプレート７０６から横方向に、かつその対向する端部に延在する２つの側壁７０８とを備える。また、図６を参照して説明した例のように、第２の封入部材７０２は、第２のエンドプレート７０５と、第２のエンドプレート７０５から横方向に、かつその対向する端部に延在する２つの側壁７０９とを備える。
【００８４】
図７の燃料電池アセンブリ７００の第１の封入部材７０２の各側壁７０８は、複数の保持部材７２１を有する。それぞれの側壁７０８の複数の保持部材７２１は、燃料電池の平面と平行かつ側壁７０８の平面と平行な方向に、相互に離間する。保持部材７２１は、側壁７０８の遠位端で外向きに延在する。すなわち、側壁７０８の遠位端は、燃料電池の平面と平行な方向に、第１の封入部材７０２から離れて延在し、それによりフックを画定する。
【００８５】
第２の封入部材７０４の各側壁７０９は、少なくとも１つの保持部材７２０を有する。少なくとも１つの保持部材７２０は、燃料電池の平面と平行かつ側壁７０９の平面と平行な方向に位置決めされる。少なくとも１つの保持部材７２０は、第１の封入部材７０２の複数の保持部材７２１と交互であるように配置される。少なくとも１つの保持部材７２０は、側壁７０９の遠位端で外向きに延在し、それによりフックを画定する。
【００８６】
燃料電池アセンブリ７００は、係止部材７１０も備え、この例では、バーまたはピンである。係止部材７１０は、燃料電池の平面と平行な方向に、第１及び第２の封入部材７０４、７０６の側壁７０８、７０９を係合するように構成される。係止部材７１０は、側壁７０８、７０９の平面と直交する方向、または側壁７０８、７０９の平面に平行な方向のいずれかに係合するように構成される。
【００８７】
燃料電池は、組み立て中、第１の封入部材７０２の構築部分に位置してもよい。第２の封入部材７０４は、次いで、第１及び第２の封入部材７０２、７０４の保持部材７２０、７２１が交互であるように、第１の封入部材７０２上に位置決めすることができる。外部力は、図１を参照して説明した荷重に類似して、燃料電池アセンブリ７００内の燃料電池に十分な荷重をかけるために、印加することができる。十分な荷重が達成されると、係止部材７１０は、燃料電池アセンブリ７００を圧縮下に保つために、第１及び第２の封入部材７０２、７０４の保持部材７２０、７２１と係合することができる。
【００８８】
この例の係止部材７１０は、それぞれのエンドプレート７０６、７０５を異なる量だけ離間することができる、複数の係合領域を備えることができる。上記のように、これによって、１つ以上の燃料電池を、所望の寸法ではなく、所望の荷重のために組み立てることを可能にすることができる。
【００８９】
代替の係止部材７５０は、図７ｃに図示される。係止部材７５０は、その長さに沿って階段形状を有することができ、各階段７５２は、少なくとも、
ｉ．  第１の封入部材７０２の保持部材７２１のうちの１つの幅、
ｉｉ．  第２の封入部材７０４の保持部材７２０の幅、
ｉｉｉ．  第１の封入部材７０２の他の保持部材７２１の幅の少なくとも一部の合計と同じ長さである。
【００９０】
ｉｉｉの値は、係止部材７５０が使用中に定位置からはずれることを回避するために十分な保持を提供するように選択されなければならない。
【００９１】
任意選択的に、第１の封入部材７０２または第２の封入部材７０４を係合するために使用されない、係止部材７５０のいずれかの過剰な材料は、組み立て後に除去することができる。
【００９２】
他の例において、係止部材７１０は、断面がカム形状、または任意の他の非円形の断面形状を有することができる。すなわち、係止部材７１０は、第２の異なる直径よりも短い第１の直径を有することができる。このように、係止部材７１０は、係止部材７１０の第１の直径が、図７の例において縦方向に配向されるように、第１の配向に挿入されてもよい。第１は、対向する封入部材７０２、７０４の保持部材７２０、７２１の間の距離よりも短い。係止部材７１０は次いで、係止部材７１０の第２の直径が縦方向に配向されるまで、回転することができる。第２の直径は、対向する封入部材７０２、７０４の保持部材７２０、７２１の間の距離に対応する。このような係止部材７１０は、燃料電池アセンブリ７００が、所望の荷重に合わせて便宜よく構築することができる別の方式を表す。
【００９３】
このような係止部材の異なる直径は、複数の係合領域として考えることができ、複数の係合領域は、第１の封入部材及び第２の封入部材のそれぞれのエンドプレートを異なる量だけ離間するように構成される。
【００９４】
図８ａ及び８ｂは、第１の封入部材８０２ａ、８０２ｂ、及び第２の封入部材８０４ａ、８０４ｂをそれぞれ備える燃料電池アセンブリ８００ａ、８００ｂを示す。それぞれの第１の封入部材８０２ａ、８０２ｂは各々、第１のエンドプレートと、第１のエンドプレートに直交し、かつその対向する端部に配置される２つのサイドプレートとを備える。それぞれの第２の封入部材８０４ａ、８０４ｂは、第２のエンドプレートと、第２のエンドプレートに直交し、かつその対向する端部に配置される２つのサイドプレートとを備える。
【００９５】
図８ａの燃料電池アセンブリ８００ａは、それぞれのピン係止部材８１０ａの軸に沿って係合部分８１２ａ及び操作部分８１４ａをそれぞれ提供する、２つのピン係止部材８１０ａをさらに備える。第１及び第２の封入部材８０２ａ、８０４ａの側壁はそれぞれ開口部を備え、係止部材８１０ａが、第１及び第２の封入部材８０２ａ、８０４ａと係合された開口部内へ挿入することができるように配置される。係止部材８１０ａの係合は、燃料電池アセンブリ８００ａ内の燃料電池プレート（図示せず）の平面と平行な方向に、第１及び第２の封入部材８０２ａ、８０４ａの側壁を通して係止部材を挿入することによって、達成することができる。挿入方向は、第１及び第２の封入部材８０２ａ、８０４ａのエンドプレートとも平行である。この場合、方向は、第１及び第２の封入部材８０２ａ、８０４ａの側壁の平面にも直交する。
【００９６】
図８ｂの燃料電池アセンブリ８００ｂは、第１及び第２の封入部材８０２ｂ、８０４ｂの側壁が各々、複数の係合部分８１２ａを備える係止部材８１０ａを受容するように構成されることを除き、図８ａと類似する。係止部材８１０ｂは、複数の係合部分８１２ａの各々に連結される操作部分８１４ａを有する。
【００９７】
第１及び第２の封入部材８０２ｂ、８０４ｂの側壁各々は、係止部材８１０ｂの係合部分８１２ａを受容することができる方式で配置される開口部を備える。この例の開口部は、燃料電池アセンブリの高さに沿って離間する。このような配置は、第１及び第２の封入部材８０２ｂ、８０４ｂの側壁における応力集中を削減する上で有利であり得る。
【００９８】
図９ａ及び９ｂは、係止部材９１０を受容するための燃料電池スタックアセンブリの係止部材９１０及び側壁配置を示す。
【００９９】
図９ａは、複数の係合部分９１２と、１つの操作部分９１４とを備える係止部材９１０を示す。係合部分９１２は、操作部分９１４の平面と直交して延在するピンとして提供される。
【０１００】
図９ｂは、図９ａの係止部材９１０を受容するために適切である燃料電池スタックアセンブリの側壁の側面図を示す。燃料電池スタックアセンブリは、２つの封入部材９０２、９０４の間に位置する１つ以上の燃料電池に圧縮力を印加するために、相互に係合するように構成される第１の封入部材９０２及び第２の封入部材９０４を備える。
【０１０１】
第１の封入部材９０２の側壁９０８及び第１の封入部材９０４の側壁９０９は、図９ａに示される。
【０１０２】
第１の封入部材９０２の側壁９０８は、少なくとも１つ、この例では２つの、燃料電池の平面に垂直な方向に延在する、延在部材９０８ａ、９０８ｂを有する。各延在部材９０８ａ、９０８ｂは、係止部材９１４の係合部分９１２のうちの１つを受容するための開口部９２１ａ、９２１ｂを備える。それぞれの側壁９０８の複数の延在部材９０８ａ、９０８ｂは、燃料電池の平面と平行かつ側壁９０８の平面と平行な方向に、相互に離間する。
【０１０３】
第２の封入部材９０４の側壁９０９は、少なくとも１つの延在部材を有する。少なくとも１つの延在部材は、燃料電池の平面と平行かつ側壁９０９の平面と平行な方向に延在する。少なくとも１つの延在部材は、第１の封入部材９０２の複数の延在部材９０８ａ、９０８ｂと交互であるように配置される。少なくとも１つの延在部材は、係止部材９１４の係合部分９１２のうちの１つを受容するための開口部９２０を備える。
【０１０４】
図１０は、第１の封入部材１００２、及び第２の封入部材１００４を備える燃料電池スタックアセンブリを示す。第２の封入部材１００４の側壁は、第１の封入部材１００２の側壁の内側に提供される。すなわち、第２の封入部材１００４の側壁は、筐体内の燃料電池スタックに隣接してもよい。第１の封入部材１００２の側壁は、第２の封入部材１００４の側壁に隣接してもよい。
【０１０５】
図１１は、第１の封入部材１１０２、及び第２の封入部材１１０４を備える代替の燃料電池スタックアセンブリを示す。第２の封入部材１１０４の側壁は、筐体内の燃料電池スタックに隣接してもよい。第１の封入部材１１０２の対向する側壁は、第２の封入部材１１０４の側壁に隣接してもよい。第１の封入部材１１０２の対向する側壁もまた、燃料電池スタックに隣接してもよい。第２の封入部材１１０４の対向する側壁は、第１の封入部材１１０２の側壁に隣接してもよい。
【０１０６】
本明細書に開示される例のうち１つ以上は、燃料電池スタックアセンブリのための周知の組み立て方法を簡素化することができ、大量生産に最適であり得る。これは、組み立てコストを削減することができる。
【０１０７】
本明細書に記載される燃料電池スタックアセンブリは、係止部材及びそれらが封入部材と係合する方式に起因して、先行技術のアセンブリよりも小型にすることができる。
【０１０８】
図１２は、燃料電池スタックアセンブリを組み立てる方法を示す。
【０１０９】
図１２に関して参照された燃料電池スタックアセンブリは、
第１のエンドプレートと、第１のエンドプレートから横方向に延在する２つの側壁とを備える第１の封入部材と、
第２のエンドプレートを備える第２の封入部材と、
１つ以上の燃料電池と、
２つの係止部材とを備える。
【０１１０】
方法は、ステップ１２０２で、第１のエンドプレートと第２のエンドプレートとの間に１つ以上の燃料電池を位置することによって、開始する。
【０１１１】
ステップ１２０４で、方法は、外部荷重を印加して第１の封入部材の第１のエンドプレート及び第２の封入部材の第２のエンドプレートを相互に付勢し、それにより１つ以上の燃料電池を圧縮することによって継続する。１つ以上の燃料電池は、所望の荷重に圧縮されてもよい。
【０１１２】
ステップ１２０６で、方法は、２つの係止部材を、１つ以上の燃料電池の平面に平行な方向に、第１の封入部材及び第２の封入部材のそれぞれの側壁と係合することを含む。
【０１１３】
燃料電池スタックアセンブリがこれで組み立てられ、ステップ１２０８で、方法は、外部荷重を解放することによって終了し、それにより１つ以上の燃料電池に圧縮力を及ぼす燃料電池スタックアセンブリを提供し、第１のエンドプレート及び第２のエンドプレートを固定された相対位置に保持する。
【０１１４】
一例に関して記載される特徴は、これに反する意図が明らかではない限り、別の例に関して記載される特徴と組み合わされてもよいことが理解されるであろう。
【図１ａ】
0006377073.tif 000002
【図１ｂ】
0006377073.tif 000003
【図１ｃ】
0006377073.tif 000004
【図１ｄ】
0006377073.tif 000005
【図１ｅ】
0006377073.tif 000006
【図１ｆ】
0006377073.tif 000007
【図２】
0006377073.tif 000008
【図３】
0006377073.tif 000009
【図４ａ】
0006377073.tif 000010
【図４ｂ】
0006377073.tif 000011
【図５ａ】
0006377073.tif 000012
【図５ｂ】
0006377073.tif 000013
【図５ｃ】
0006377073.tif 000014
【図５ｄ】
0006377073.tif 000015
【図６ａ】
0006377073.tif 000016
【図６ｂ】
0006377073.tif 000017
【図７ａ】
0006377073.tif 000018
【図７ｂ】
0006377073.tif 000019
【図７ｃ】
0006377073.tif 000020
【図８ａ】
0006377073.tif 000021
【図８ｂ】
0006377073.tif 000022
【図９ａ】
0006377073.tif 000023
【図９ｂ】
0006377073.tif 000024
【図１０】
0006377073.tif 000025
【図１１】
0006377073.tif 000026
【図１２】
0006377073.tif 000027