(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノード電極と、カソード電極と、前記アノード電極と前記カソード電極との間に保持される電解質と、を有する単位電池が複数積層され、前記複数の単位電池の積層方向の両端側にそれぞれに設置された一対のエンドプレートにより、前記複数の単位電池が挟持された構造を有する燃料電池を収容する燃料電池収容ケースであって、
一方の前記エンドプレートの下面のうち一方の端部のみを部分的に保持する第１の保持部と、
一方の前記エンドプレートの下面のうち他方の端部のみを部分的に保持する第２の保持部と、
他方の前記エンドプレートの下面のうち中心部のみを部分的に保持する第３の保持部と、
を備え、
前記３つの保持部により、前記燃料電池を保持することを特徴とする燃料電池収容ケース。
【請求項２】
前記第３の保持部の位置を含み、前記積層方向と垂直な方向の底面部分を補強する補強材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池収容ケース。
【請求項３】
アノード電極と、カソード電極と、前記アノード電極と前記カソード電極との間に保持される電解質と、を有する単位電池が複数積層され、前記複数の単位電池の積層方向の両端側にそれぞれに設置された一対のエンドプレートにより、前記複数の単位電池が挟持された構造を有する燃料電池を収容する燃料電池収容ケースであって、
一方の前記エンドプレートの下面のうち２点のみを部分的にそれぞれ保持する第１および第２の保持部と、
他方のエンドプレートの下面のうち１点のみを部分的に保持する第３の保持部と、
を備え、前記３つの保持部により、前記燃料電池を保持することを特徴とする燃料電池収容ケース。
【請求項４】
アノード電極と、カソード電極と、前記アノード電極と前記カソード電極との間に保持される電解質と、を有する単位電池が複数積層され、前記複数の単位電池の積層方向の両端側にそれぞれに設置された一対のエンドプレートを介して保持される燃料電池であって、
一方のエンドプレートのうち１点のみが部分的に第１の保持部により保持され、
他方のエンドプレートのうち互いに離間した２点のみがそれぞれ部分的に第２および第３の保持部にて保持され、前記３つの保持部により保持されることを特徴とする燃料電池。
【請求項５】
アノード電極と、カソード電極と、前記アノード電極と前記カソード電極との間に保持される電解質と、を有する単位電池が複数積層され、前記複数の単位電池の積層方向の両端側にそれぞれに設置された一対のエンドプレートと、積層された単位電池を押さえるためにエンドプレートに設けられた加圧機構とにより、前記複数の単位電池が挟持された構造を有する燃料電池を収容する燃料電池収容ケースであって、
一方の前記エンドプレートの下面の一方の端部を保持する第１の保持部と、
一方の前記エンドプレートの下面の他方の端部を保持する第２の保持部と、
他方の前記エンドプレートの下面の中心部を保持する第３の保持部と、
を備え、
前記３つの保持部により、前記燃料電池を保持することを特徴とする燃料電池収容ケース。
【請求項６】
前記第３の保持部の位置を含み、前記積層方向と垂直な方向の底面部分を補強する補強材をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の燃料電池収容ケース。
【請求項７】
アノード電極と、カソード電極と、前記アノード電極と前記カソード電極との間に保持される電解質と、を有する単位電池が複数積層され、前記複数の単位電池の積層方向の両端側にそれぞれに設置された一対のエンドプレートと、積層された単位電池を押さえるためにエンドプレートに設けられた加圧機構とにより、前記複数の単位電池が挟持された構造を有する燃料電池を収容する燃料電池収容ケースであって、
一方の前記エンドプレートの下面を保持する第１および第２の保持部と、
他方のエンドプレートの下面を保持する第３の保持部と、
を備え、前記３つの保持部により、前記燃料電池を保持することを特徴とする燃料電池収容ケース。
【請求項８】
アノード電極と、カソード電極と、前記アノード電極と前記カソード電極との間に保持される電解質と、を有する単位電池が複数積層され、前記複数の単位電池の積層方向の両端側にそれぞれに設置された一対のエンドプレートと、積層された単位電池を押さえるためにエンドプレートに設けられた加圧機構とを介して保持される燃料電池であって、
一方のエンドプレートが第１の保持部により保持され、
他方のエンドプレートのうち互いに離間した２点のそれぞれが第２および第３の保持部にて保持され、前記３つの保持部により保持されることを特徴とする燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池に関する。特に本発明は、燃料電池を収容するケースに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、水素と酸素が反応する際に発生する電気を利用可能な燃料電池発電システムを備えた車両の研究開発が進められている。燃料電池発電システムに用いられる燃料電池では、通常、多数の単位電池を積層して構成されている。単位電池を積層した燃料電池については、たとえば積層方向の両側それぞれに設置された一対のエンドプレートにより固定する方式が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
燃料電池が車両に搭載された場合、車両のボディのねじれや、車両が生じる振動により、燃料電池にねじれの力が加わることにより、積層された単位電池がずれて、冷却水や燃料ガス等が漏れる可能性があった。
【０００４】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる燃料電池収容ケースを提供することを目的とする。より詳しくは、本発明の目的は、燃料電池収容ケースに収容された燃料電池がねじれることを防ぐことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の燃料電池収容ケースは、アノード電極と、カソード電極と、前記アノード電極と前記カソード電極との間に保持される電解質と、を有する単位電池が複数積層され、前記複数の単位電池の積層方向の両端側にそれぞれに設置された一対のエンドプレートにより、前記複数の単位電池が挟持された構造を有する燃料電池を収容する燃料電池収容ケースであって、一方の前記エンドプレートの下面のうち一方の端部のみを部分的に保持する第１の保持部と、一方の前記エンドプレートの下面のうち他方の端部のみを部分的に保持する第２の保持部と、他方の前記エンドプレートの下面のうち中心部のみを部分的に保持する第３の保持部と、を備え、前記３つの保持部により、前記燃料電池を保持する。
また、本発明の燃料電池収容ケースは、アノード電極と、カソード電極と、前記アノード電極と前記カソード電極との間に保持される電解質と、を有する単位電池が複数積層され、前記複数の単位電池の積層方向の両端側にそれぞれに設置された一対のエンドプレートにより、前記複数の単位電池が挟持された構造を有する燃料電池を収容する燃料電池収容ケースであって、一方の前記エンドプレートの下面のうち２点のみを部分的にそれぞれ保持する第１および第２の保持部と、他方のエンドプレートの下面のうち１点のみを部分的に保持する第３の保持部と、を備え、前記３つの保持部により、前記燃料電池を保持することを特徴とする。
また、本発明の燃料電池は、アノード電極と、カソード電極と、前記アノード電極と前記カソード電極との間に保持される電解質と、を有する単位電池が複数積層され、前記複数の単位電池の積層方向の両端側にそれぞれに設置された一対のエンドプレートを介して保持される燃料電池であって、一方のエンドプレートのうち１点のみが部分的に第１の保持部により保持され、他方のエンドプレートのうち互いに離間した２点のみが部分的にそれぞれ第２および第３の保持部にて保持され、前記３つの保持部により保持されることを特徴とする。
また、本発明に係る燃料電池収容ケースは、アノード電極と、カソード電極と、前記アノード電極と前記カソード電極との間に保持される電解質と、を有する単位電池が複数積層され、前記複数の単位電池の積層方向の両端側にそれぞれに設置された一対のエンドプレートと、積層された単位電池を押さえるためにエンドプレートに設けられた加圧機構とにより、前記複数の単位電池が挟持された構造を有する燃料電池を収容する燃料電池収容ケースであって、一方の前記エンドプレートの下面の一方の端部を保持する第１の保持部と、一方の前記エンドプレートの下面の他方の端部を保持する第２の保持部と、他方の前記エンドプレートの下面の中心部を保持する第３の保持部と、を備え、前記３つの保持部により、前記燃料電池を保持することを特徴とする。
また、本発明に係る燃料電池収容ケースは、アノード電極と、カソード電極と、前記アノード電極と前記カソード電極との間に保持される電解質と、を有する単位電池が複数積層され、前記複数の単位電池の積層方向の両端側にそれぞれに設置された一対のエンドプレートと、積層された単位電池を押さえるためにエンドプレートに設けられた加圧機構とにより、前記複数の単位電池が挟持された構造を有する燃料電池を収容する燃料電池収容ケースであって、一方の前記エンドプレートの下面を保持する第１および第２の保持部と、他方のエンドプレートの下面を保持する第３の保持部と、を備え、前記３つの保持部により、前記燃料電池を保持することを特徴とする。
また、本発明に係る燃料電池は、アノード電極と、カソード電極と、前記アノード電極と前記カソード電極との間に保持される電解質と、を有する単位電池が複数積層され、前記複数の単位電池の積層方向の両端側にそれぞれに設置された一対のエンドプレートと、積層された単位電池を押さえるためにエンドプレートに設けられた加圧機構とを介して保持される燃料電池であって、一方のエンドプレートが第１の保持部により保持され、
他方のエンドプレートのうち互いに離間した２点のそれぞれが第２および第３の保持部にて保持され、前記３つの保持部により保持されることを特徴とする。
【０００６】
これによれば、燃料電池の下面は、第１、第２および第３の保持部によって張られる３角形の面上に規定されるので、燃料電池がねじれることを防止でき、ひいては、積層された単位電池がずれることによる冷却水の液漏れ等を防止することができる。
【０００７】
なお、本発明の燃料電池収容ケースは、前記第３の保持部の位置を含み、前記積層方向と垂直な方向の底面部分を補強する補強材をさらに備えてもよい。
【０００８】
これによれば、燃料電池収容ケースの構造を、第３の保持部に集中的にかかる燃料電池の荷重に耐えるようにすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態にかかる燃料電池２０を収容する燃料電池収容ケース１０の斜視概略図である。燃料電池収容ケース１０は、アルミニウムなどの金属で形成され、フレーム１２，１４，１６，および１８により、車両のボディ３０に固定されている。この燃料電池収容ケース１０には、燃料電池２０が収容されている。
【００１１】
燃料電池２０は、高分子電解質膜（たとえば、フッ素系樹脂により形成された厚さ１００μｍ−２００μｍのイオン交換膜）とこの高分子電解質膜を挟持する２つの電極（アノード電極およびカソード電極）とで形成される単位電池４０を、セパレータ５０を介して複数積層し、さらに積層された単位電池４０の両側から、金属や樹脂などで構成されるエンドプレート６０，６２により挟持されている。
【００１２】
エンドプレート６０には、積層された単位電池４０を押さえるための加圧機構７０が設置されている。加圧機構７０の例は、エンドプレート６０を貫通する孔を通るボルトであり、このボルトを締めることにより、積層された単位電池４０が押さえつけられる。なお、エンドプレート６２にも同様な加圧機構を備えてもよい。
【００１３】
各単位電池４０の断面には、冷却水孔、燃料ガス孔、および酸化ガス孔が設けられており（図示せず）、それぞれの孔は、単位電池を積層したときに複数の単位電池４０を貫通した状態になり、冷却水用、燃料ガス用、および酸化ガス用の流路が形成される。
【００１４】
なお、燃料電池収容ケース１０の底面部分のエンドプレート６０側には、補強材３００が設けられていてもよい（図１は、補強材３００が設けられたケースを示す）。この補強材３００については、後述する。
【００１５】
図２は、燃料電池２０を収容する燃料電池収容ケース１０のＡ−Ａ’断面図である。この断面において、燃料電池収容ケース１０は、車両のボディ３０にフレーム１６，１８を介して固定されている。燃料電池２０のエンドプレート６２は、エンドプレート６２下面の両端部において、マウント８６，８８により、燃料電池収容ケース１０に固定されている。
【００１６】
図３は、マウント８６，８８の構造の一例を示す断面図である。燃料電池収容ケース１０に、ボルト１００、ナット１１０により座板１２０が固定されている。同様に、燃料電池収容ケース１０に、ボルト１０２、ナット１１２により座板１２２が固定されている。エンドプレート６２は、座台１３０を介して、ボルト１０４を締めることにより、座板１２０，１２２に固定される。なお、座板１２０，１２２とボルト１０４との間には、絶縁体１４０が設けられ、エンドプレート６２と燃料電池収容ケース１０との絶縁が確保されている。また、燃料電池収容ケース１０の内面は、図示しない絶縁物質により被覆されていてもよい。これにより、エンドプレート６２と燃料電池２０との間の絶縁性が向上する。
【００１７】
図４は、燃料電池２０を収容する燃料電池収容ケース１０のＢ−Ｂ’断面図である。この断面において、燃料電池収容ケース１０は、車両のボディ３０にフレーム１２，１４を介して固定されている。燃料電池２０のエンドプレート６０は、エンドプレート６０下面の中心部において、マウント８２により、燃料電池収容ケース１０に固定されている。マウント８２の構造例も、マウント８６，８８の構造例と同様である。
【００１８】
以上のように、燃料電池収容ケース１０に収容された燃料電池２０は、マウント８２，８６，８８の３箇所において、燃料電池収容ケース１０に固定されている。これにより、燃料電池２０の下面は、マウント８２，８６，８８によって張られる３角形の面上に規定される。したがって、たとえ、ボディ３０や燃料電池収容ケース１０にねじれが生じたとしても、その影響が燃料電池２０にまで及ぶことが防止または軽減されるので、積層された単位電池４０がずれることによる冷却水の液漏れ、または燃料もしくは酸化ガス等の漏れを防ぐことができる。
【００１９】
なお、マウント８２が位置する燃料電池収容ケース１０の底面部分は、たとえば、図５に示すような構造の補強部材３００により補強されることが好適である。図６に、このときのマウント８２の断面図を示す。これにより、燃料電池収容ケース１０を、マウント８２部分に集中する燃料電池２０の荷重に耐える構造にすることができる。
【００２０】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば、燃料電池収容ケース１０やボデイ３０がねじれても、燃料電池２０の積層された単位電池４０にずれを生じさせないようにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態にかかる燃料電池２０を収容する燃料電池収容ケース１０の斜視概略図である。
【図２】  燃料電池２０を収容する燃料電池収容ケース１０のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】  マウント８６の構造の一例を示す断面図である。
【図４】  燃料電池２０を収容する燃料電池収容ケース１０のＢ−Ｂ’断面図である。
【図５】  補強部材３００の具体例を示す斜視図である。
【図６】  マウント８２の構造の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  燃料電池収容ケース、１２，１４，１６，１８  フレーム、２０  燃料電池、３０  ボディ、４０  単位電池、５０  セパレータ、６０，６２  エンドプレート、７０  加圧機構、８２，８６，８８  マウント。
【図１】
0003870723.tif 000002
【図２】
0003870723.tif 000003
【図３】
0003870723.tif 000004
【図４】
0003870723.tif 000005
【図５】
0003870723.tif 000006
【図６】
0003870723.tif 000007