(57)【要約】【課題】簡単且つコンパクトに構成することができ、車載用に適した燃料電池システムを提供することを目的とする。【解決手段】燃料電池システム１０は、それぞれ複数の発電セル２０が積層される第１燃料電池スタック１２Ａ及び第２燃料電池スタック１２Ｂを備える。第１燃料電池スタック１２Ａと第２燃料電池スタック１２Ｂとは、連結部材６２ａ、６２ｂにより互いに並列に連結される。第１燃料電池スタック１２Ａと第２燃料電池スタック１２Ｂとの間には、燃料電池補機１１６が配置される空間部７２が形成される。【選択図】図２
2017103130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜の両面に電極が設けられた電解質膜・電極構造体と長方形状のセパレータとが積層される発電セルを有し、それぞれ複数の前記発電セルが積層される第１燃料電池スタック及び第２燃料電池スタックと、
前記第１燃料電池スタックと前記第２燃料電池スタックとを、互いに並列に連結させる連結部材と、
前記第１燃料電池スタックと前記第２燃料電池スタックとの間に形成され、燃料電池補機が配置される空間部と、
と備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池システムであって、前記連結部材には、前記第１燃料電池スタックと前記第２燃料電池スタックとに反応ガスを互いに直列又は互いに並列に供給する反応ガスマニホールドが設けられることを特徴とする燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解質膜の両面に電極が設けられた電解質膜・電極構造体と長方形状のセパレータとが積層される発電セルを有し、複数の前記発電セルが積層される燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の一方の面にアノード電極が、他方の面にカソード電極が、それぞれ配設された電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を備えている。電解質膜・電極構造体は、セパレータによって挟持されることにより、発電セル（単位セル）が構成されている。通常、所定の数の発電セルが積層されることにより、例えば、車載用燃料電池スタックとして燃料電池車両（燃料電池電気自動車等）に組み込まれている。
【０００３】
燃料電池車両では、車両内の狭小な配置スペースに、燃料電池システムを効率的に収容することが望まれている。このため、例えば、特許文献１に開示されている燃料電池システムが知られている。この燃料電池システムでは、燃料電池スタックと、連結ブロックとを備えている。連結ブロックは、燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックに反応ガスを供給する反応ガス供給用ポンプ、又は冷却媒体供給用ポンプの少なくとも一方のポンプを一体化している。そして、連結ブロックは、ポンプから対応する流体を燃料電池スタックに供給及び／又は排出するための内部配管を設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２１７６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、この種の技術に関連してなされたものであり、簡単且つコンパクトに構成することができ、車載用に適した燃料電池システム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】
本発明に係る燃料電池システムは、電解質膜の両面に電極が設けられた電解質膜・電極構造体と長方形状のセパレータとが積層される発電セルを有し、それぞれ複数の前記発電セルが積層される第１燃料電池スタック及び第２燃料電池スタックを備えている。第１燃料電池スタックと第２燃料電池スタックとは、連結部材により互いに並列に連結されている。そして、第１燃料電池スタックと第２燃料電池スタックとの間には、燃料電池補機が配置される空間部が形成されている。
【０００７】
また、この燃料電池システムでは、連結部材には、第１燃料電池スタックと第２燃料電池スタックとに反応ガスを互いに直列又は互いに並列に供給する反応ガスマニホールドが設けられることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、長方形状のセパレータを用いて薄型に構成される第１燃料電池スタックと第２燃料電池スタックとは、上下又は左右に互いに並列に配置され、その間に形成された空間部に燃料電池補機が配置されている。このため、燃料電池システム全体のパッケージングが簡素化されるとともに、簡単且つコンパクトに構成することができる。従って、車両内の狭小な配置スペースを有効に活用することが可能になり、車載用に適した燃料電池システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料電池システムの概略構成説明図である。
【図２】前記燃料電池システムの概略斜視説明図である。
【図３】前記燃料電池システムの分解斜視説明図である。
【図４】前記燃料電池システムを構成する発電セルの分解斜視説明図である。
【図５】前記燃料電池システムの側面説明図である。
【図６】アスペクト比と酸素ストイキのばらつきとの関係説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る燃料電池システム１０は、例えば、燃料電池電気自動車等の燃料電池車両（図示せず）に搭載される。
【００１１】
燃料電池システム１０は、燃料電池スタック群１２と、前記燃料電池スタック群１２に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給装置１４と、前記燃料電池スタック群１２に燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置１６とを備える。燃料電池システム１０は、さらに燃料電池スタック群１２に冷却媒体を供給する冷却媒体供給装置１８を備える。
【００１２】
図２及び図３に示すように、燃料電池スタック群１２は、第１燃料電池スタック１２Ａ及び第２燃料電池スタック１２Ｂを有する。第１燃料電池スタック１２Ａ及び第２燃料電池スタック１２Ｂは、互いに並列に配置されるとともに、それぞれ複数の発電セル２０が水平方向（矢印Ｂ方向）又は鉛直方向（矢印Ｃ方向）に積層される。
【００１３】
本実施形態では、第１燃料電池スタック１２Ａと第２燃料電池スタック１２Ｂとは、上下方向に互いに平行に配置される。なお、第１燃料電池スタック１２Ａと第２燃料電池スタック１２Ｂとは、例えば、左右方向にずれた状態で互いに平行に配置されてもよい。また、設置スペースに対応して、第１燃料電池スタック１２Ａと第２燃料電池スタック１２Ｂとは、鉛直方向に対し傾斜した状態で、互いに並列されてもよい。
【００１４】
図４に示すように、発電セル２０は、電解質膜・電極構造体２２を第１セパレータ２４及び第２セパレータ２６で挟持する。第１セパレータ２４及び第２セパレータ２６は、金属セパレータ又はカーボンセパレータにより構成される。
【００１５】
電解質膜・電極構造体２２は、例えば、水分が含まれたパーフルオロスルホン酸の薄膜である固体高分子電解質膜２８と、前記固体高分子電解質膜２８を挟持するアノード電極３０及びカソード電極３２とを備える。固体高分子電解質膜２８は、フッ素系電解質の他、ＨＣ（炭化水素）系電解質が使用される。アノード電極３０及びカソード電極３２は、横長形状を有し、電極面の長手方向の長さＬと短手方向（幅方向）の長さＨとのアスペクト比（Ｌ／Ｈ）が、例えば、１２に設定される。
【００１６】
発電セル２０の矢印Ａ方向の一端縁部には、積層方向である矢印Ｂ方向に互いに連通して、酸化剤ガス入口連通孔３４ａ、冷却媒体入口連通孔３６ａ及び燃料ガス出口連通孔３８ｂが設けられる。酸化剤ガス入口連通孔３４ａは、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給する一方、冷却媒体入口連通孔３６ａは、冷却媒体を供給する。燃料ガス出口連通孔３８ｂは、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出する。酸化剤ガス入口連通孔３４ａ、冷却媒体入口連通孔３６ａ及び燃料ガス出口連通孔３８ｂは、矢印Ｃ方向（鉛直方向）に配列して設けられる。
【００１７】
発電セル２０の矢印Ａ方向の他端縁部には、矢印Ｂ方向に互いに連通して、燃料ガスを供給する燃料ガス入口連通孔３８ａ、冷却媒体を排出する冷却媒体出口連通孔３６ｂ、及び酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス出口連通孔３４ｂが設けられる。燃料ガス入口連通孔３８ａ、冷却媒体出口連通孔３６ｂ及び酸化剤ガス出口連通孔３４ｂは、矢印Ｃ方向に配列して設けられる。
【００１８】
第１セパレータ２４は、電解質膜・電極構造体２２との間に、アノード電極３０に燃料ガスを供給するための燃料ガス流路４０を設ける。燃料ガス流路４０は、燃料ガス入口連通孔３８ａと燃料ガス出口連通孔３８ｂとに連通するとともに、矢印Ａ方向に延在する複数本の直線状（又は波状）の流路溝を有する。
【００１９】
第２セパレータ２６は、電解質膜・電極構造体２２との間に、カソード電極３２に酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス流路４２を設ける。酸化剤ガス流路４２は、酸化剤ガス入口連通孔３４ａと酸化剤ガス出口連通孔３４ｂとに連通するとともに、矢印Ａ方向に延在する複数本の直線状（又は波状）の流路溝を有する。互いに隣接する第１セパレータ２４と第２セパレータ２６との間には、冷却媒体を流通させるための冷却媒体流路４４が設けられる。
【００２０】
第１セパレータ２４の両面には、この第１セパレータ２４の外周端部を周回して、第１シール部材４６が一体化される。第２セパレータ２６の両面には、この第２セパレータ２６の外周端部を周回して、第２シール部材４８が一体化される。第１シール部材４６及び第２シール部材４８には、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材等の弾性を有するシール部材が用いられる。
【００２１】
図３に示すように、第１燃料電池スタック１２Ａの積層方向一端部には、積層方向外方に向かって、ターミナルプレート５０ａ及び絶縁部材５２ａが配設される。ターミナルプレート５０ａは、絶縁部材５２ａの中央に形成された凹部に収容されるとともに、前記ターミナルプレート５０ａから電力取り出し端子５４ａが積層方向に膨出される。電力取り出し端子５４ａは、絶縁部材５２ａに挿入されて先端部が外方に突出する。
【００２２】
第２燃料電池スタック１２Ｂの積層方向一端部には、積層方向外方に向かって、ターミナルプレート５０ｂ及び絶縁部材５２ｂが配設される。ターミナルプレート５０ｂは、絶縁部材５２ｂの中央に形成された凹部に収容されるとともに、前記ターミナルプレート５０ｂから電力取り出し端子５４ｂが積層方向に膨出される。電力取り出し端子５４ｂは、絶縁部材５２ｂに挿入されて先端部が外方に突出する。
【００２３】
第１燃料電池スタック１２Ａの積層方向一端部（絶縁部材５２ａ側の端部）及び第２燃料電池スタック１２Ｂの積層方向一端部（絶縁部材５２ｂ側の端部）には、第１エンドプレート５６ａが一体に接続される。第１燃料電池スタック１２Ａの積層方向他端部及び第２燃料電池スタック１２Ｂの積層方向他端部には、第２エンドプレート５６ｂが一体に接続される。第２燃料電池スタック１２Ｂは、矢印Ａ方向を回転軸として、第１燃料電池スタック１２Ａを上下方向に１８０゜だけ反転させた姿勢に設定される。
【００２４】
第１エンドプレート５６ａには、第１燃料電池スタック１２Ａに連通する酸化剤ガス入口連通孔３４ａ、冷却媒体入口連通孔３６ａ、酸化剤ガス出口連通孔３４ｂ及び冷却媒体出口連通孔３６ｂが形成される。第１エンドプレート５６ａには、第２燃料電池スタック１２Ｂに連通する燃料ガス入口連通孔３８ａ及び燃料ガス出口連通孔３８ｂが形成される。第１エンドプレート５６ａには、第１燃料電池スタック１２Ａの電力取り出し端子５４ａが挿入される孔部５８ａと、第２燃料電池スタック１２Ｂの電力取り出し端子５４ｂが挿入される孔部５８ｂとが上下に形成される。
【００２５】
第２エンドプレート５６ｂには、第１燃料電池スタック１２Ａに連通する酸化剤ガス入口連通孔３４ａ、冷却媒体入口連通孔３６ａ、燃料ガス出口連通孔３８ｂ、燃料ガス入口連通孔３８ａ、冷却媒体出口連通孔３６ｂ及び酸化剤ガス出口連通孔３４ｂが形成される。第２エンドプレート５６ｂには、第２燃料電池スタック１２Ｂに連通する燃料ガス出口連通孔３８ｂ、冷却媒体入口連通孔３６ａ、酸化剤ガス入口連通孔３４ａ、酸化剤ガス出口連通孔３４ｂ、冷却媒体出口連通孔３６ｂ及び燃料ガス入口連通孔３８ａが形成される。
【００２６】
図２に示すように、第１エンドプレート５６ａと第２エンドプレート５６ｂとは、例えば、矢印Ｂ方向に延在する複数本（例えば、４本）のタイロッド６０により一体的に締め付け保持される。なお、燃料電池スタック群１２は、例えば、第１エンドプレート５６ａ及び第２エンドプレート５６ｂを端板として含む箱状ケーシング（図示せず）により一体的に保持されてもよい。
【００２７】
図３に示すように、第２エンドプレート５６ｂの外表面には、連結部材６２ａ、６２ｂが、それぞれ複数本のボルト６４を介して固定される。なお、連結部材６２ａ、６２ｂは、分離されていなくてもよく、単一の部材で構成してもよい。
【００２８】
連結部材６２ａには、第１燃料電池スタック１２Ａ及び第２燃料電池スタック１２Ｂの燃料ガス出口連通孔３８ｂ同士を連通する燃料ガス排出マニホールド６６ｂが溝形状として形成される。連結部材６２ａには、第１燃料電池スタック１２Ａ及び第２燃料電池スタック１２Ｂの、冷却媒体入口連通孔３６ａ同士を連通する冷却媒体供給マニホールド６８ａと、酸化剤ガス入口連通孔３４ａ同士を連通する酸化剤ガス供給マニホールド７０ａとが形成される。
【００２９】
連結部材６２ｂには、第１燃料電池スタック１２Ａ及び第２燃料電池スタック１２Ｂの酸化剤ガス出口連通孔３４ｂ同士を連通する酸化剤ガス排出マニホールド７０ｂが溝形状として形成される。連結部材６２ｂには、第１燃料電池スタック１２Ａ及び第２燃料電池スタック１２Ｂの、冷却媒体出口連通孔３６ｂ同士を連通する冷却媒体排出マニホールド６８ｂと、燃料ガス入口連通孔３８ａ同士を連通する燃料ガス供給マニホールド６６ａとが形成される。
【００３０】
第１燃料電池スタック１２Ａと第２燃料電池スタック１２Ｂとには、連結部材６２ａ、６２ｂを介して、酸化剤ガス及び燃料ガスがそれぞれ互いに直列に供給される。図２に示すように、第１燃料電池スタック１２Ａと第２燃料電池スタック１２Ｂとの間には、水平方向両端が第１エンドプレート５６ａと第２エンドプレート５６ｂとに閉塞された空間部７２が形成される。
【００３１】
図１に示すように、酸化剤ガス供給装置１４は、大気からの空気を圧縮して供給するエアポンプ（コンプレッサ）７４を備え、前記エアポンプ７４が空気供給配管（酸化剤ガス供給配管）７６に配設される。空気供給配管７６は、エアポンプ７４の下流側に位置して加湿器７８及び入口封止弁８０ａを配設するとともに、燃料電池スタック群１２の酸化剤ガス入口連通孔３４ａに連通する。空気供給配管７６は、燃料電池スタック群１２に空気を供給する。
【００３２】
燃料電池スタック群１２の酸化剤ガス出口連通孔３４ｂには、空気排出配管（酸化剤排ガス排出配管）８２が連通する。空気排出配管８２には、供給空気と排出空気との間で水分及び熱を交換する加湿器７８、出口封止弁８０ｂ及び背圧弁８４が配設される。空気排出配管８２は、カソード電極３２で少なくとも一部が使用された酸化剤ガスである酸化剤排ガスを、燃料電池スタック群１２から排出する。
【００３３】
燃料ガス供給装置１６は、高圧水素を貯留する水素タンク８６を備え、この水素タンク８６は、水素供給配管（燃料ガス供給配管）８８を介して燃料電池スタック群１２の燃料ガス入口連通孔３８ａに連通する。水素供給配管８８は、燃料電池スタック群１２に水素を供給する。水素供給配管８８には、遮断弁９０及びエゼクタ９２が設けられる。
【００３４】
燃料電池スタック群１２の燃料ガス出口連通孔３８ｂには、オフガス配管（燃料排ガス排出配管）９４が連通する。オフガス配管９４は、アノード電極３０で少なくとも一部が使用された燃料ガスである燃料排ガスを、燃料電池スタック群１２から導出する。オフガス配管９４には、気液分離器９６が接続されるとともに、前記気液分離器９６の下流から分岐する循環流路９８を介してエゼクタ９２が接続される。
【００３５】
オフガス配管９４には、循環流路９８の下流に位置してパージ弁１００が設けられる。気液分離器９６の底部には、主に液体成分を含む流体を排出する排水流路１０２が設けられる。排水流路１０２は、ドレイン弁１０４を配設するとともに、オフガス配管９４に、パージ弁１００の下流に位置して接続される。オフガス配管９４と空気排出配管８２とが合流して、混合排ガス排出配管１０６が形成される。混合排ガス排出配管１０６は、酸化剤排ガスと燃料排ガスとの混合排ガスを排出するとともに、前記混合排ガス排出配管１０６には、導電性材料で形成される希釈ボックス１０８が接続される。
【００３６】
冷却媒体供給装置１８は、冷却媒体入口連通孔３６ａ及び冷却媒体出口連通孔３６ｂに連通して冷却媒体を燃料電池スタック群１２の冷却媒体流路４４に循環供給する冷却媒体循環配管１１０を備える。冷却媒体循環配管１１０には、ラジエータ１１２及び冷媒ポンプ１１４が配設される。
【００３７】
図５に示すように、第１燃料電池スタック１２Ａと第２燃料電池スタック１２Ｂとの間に形成される空間部７２には、燃料電池補機１１６が配置される。燃料電池補機１１６は、水素系補機であるエゼクタ９２及び希釈ボックス１０８と、空気系補機である加湿器７８及びエアポンプ７４と、冷却系補機である冷媒ポンプ１１４とを備える。燃料電池補機１１６は、その他にも、必要に応じて種々の補機を含むことができる。
【００３８】
このように構成される燃料電池システム１０の動作について、以下に説明する。
【００３９】
図１に示すように、酸化剤ガス供給装置１４を構成するエアポンプ７４を介して、空気供給配管７６に酸化剤ガス（空気）が送られる。この酸化剤ガスは、加湿器７８を通って加湿された後、第１エンドプレート５６ａから第１燃料電池スタック１２Ａの酸化剤ガス入口連通孔３４ａに供給される。
【００４０】
一方、燃料ガス供給装置１６では、遮断弁９０の開放作用下に、水素タンク８６から水素供給配管８８に燃料ガス（水素ガス）が供給される。この燃料ガスは、エゼクタ９２を通った後、第２エンドプレート５６ｂから第２燃料電池スタック１２Ｂの燃料ガス入口連通孔３８ａに供給される。
【００４１】
また、冷却媒体供給装置１８では、冷媒ポンプ１１４の作用下に、冷却媒体循環配管１１０を循環する冷却媒体は、第１エンドプレート５６ａから第１燃料電池スタック１２Ａの冷却媒体入口連通孔３６ａに供給される。
【００４２】
図３に示すように、第１燃料電池スタック１２Ａの酸化剤ガス入口連通孔３４ａに供給された酸化剤ガスは、第２エンドプレート５６ｂを通って連結部材６２ａの酸化剤ガス供給マニホールド７０ａの上部側に導入される。このため、酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給マニホールド７０ａの下部側に流動した後、前記酸化剤ガス供給マニホールド７０ａから第２燃料電池スタック１２Ｂの酸化剤ガス入口連通孔３４ａに供給され、矢印Ｂ方向に流通する。
【００４３】
一方、第２燃料電池スタック１２Ｂの燃料ガス入口連通孔３８ａに供給された燃料ガスは、第２エンドプレート５６ｂを通って連結部材６２ｂの燃料ガス供給マニホールド６６ａの下部側に導入される。従って、燃料ガスは、燃料ガス供給マニホールド６６ａの上部側に流動した後、前記燃料ガス供給マニホールド６６ａから第１燃料電池スタック１２Ａの燃料ガス入口連通孔３８ａに供給され、矢印Ｂ方向に流通する。
【００４４】
また、第１燃料電池スタック１２Ａの冷却媒体入口連通孔３６ａに供給された冷却媒体は、第２エンドプレート５６ｂを通って連結部材６２ａの冷却媒体供給マニホールド６８ａの上部側に導入される。これにより、冷却媒体は、冷却媒体供給マニホールド６８ａの下部側に流動した後、前記冷却媒体供給マニホールド６８ａから第２燃料電池スタック１２Ｂの冷却媒体入口連通孔３６ａに供給され、矢印Ｂ方向に流通する。
【００４５】
図４に示すように、酸化剤ガスは、酸化剤ガス入口連通孔３４ａから第２セパレータ２６の酸化剤ガス流路４２に導入され、電解質膜・電極構造体２２のカソード電極３２に供給される。一方、燃料ガスは、燃料ガス入口連通孔３８ａから第１セパレータ２４の燃料ガス流路４０に導入される。燃料ガスは、燃料ガス流路４０に沿って移動し、電解質膜・電極構造体２２のアノード電極３０に供給される。
【００４６】
従って、各電解質膜・電極構造体２２では、カソード電極３２に供給される酸化剤ガスと、アノード電極３０に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費されて発電が行われる。
【００４７】
次いで、図１に示すように、カソード電極３２に供給されて一部が消費された酸化剤ガスである酸化剤排ガスは、第１エンドプレート５６ａの酸化剤ガス出口連通孔３４ｂから空気排出配管８２に排出される。酸化剤排ガスは、加湿器７８を通って新たな酸化剤ガスを加湿した後、背圧弁８４の設定圧力に昇圧された後、混合排ガス排出配管１０６に排出される。
【００４８】
同様に、アノード電極３０に供給されて一部が消費された燃料ガスである燃料排ガスは、第２エンドプレート５６ｂの燃料ガス出口連通孔３８ｂからオフガス配管９４に排出される。燃料排ガスは、オフガス配管９４から気液分離器９６に導入され、液状水分が除去された後、循環流路９８を介してエゼクタ９２に吸引される。
【００４９】
オフガス配管９４では、必要に応じてパージ弁１００が開放され、アノード系から排出される燃料排ガスを含む流体は、前記パージ弁１００を通過するとともに、気液分離器９６からドレイン弁１０４を介して排出される流体を伴って混合排ガス排出配管１０６に導入される。混合排ガス排出配管１０６では、酸化剤排ガスと燃料排ガスを含む流体とが混合されて混合排ガスが生成され、前記混合排ガスが希釈ボックス１０８に導入される。希釈された混合排ガスは、希釈ボックス１０８から車外に排出される。
【００５０】
なお、冷却媒体は、図４に示すように、冷却媒体入口連通孔３６ａから第１セパレータ２４と第２セパレータ２６との間に形成された冷却媒体流路４４に供給される。冷却媒体は、冷却媒体流路４４に沿って移動し、電解質膜・電極構造体２２を冷却した後、冷却媒体出口連通孔３６ｂから第１エンドプレート５６ａに接続された冷却媒体循環配管１１０に排出される（図１参照）。
【００５１】
この場合、本実施形態では、図２及び図３に示すように、矢印Ａ方向に延在する長方形状且つ薄型に構成される第１燃料電池スタック１２Ａと第２燃料電池スタック１２Ｂとを備えている。そして、図５に示すように、第１燃料電池スタック１２Ａと第２燃料電池スタック１２Ｂとは、上下に互いに並列に配置されるとともに、その間に形成された空間部７２には、燃料電池補機１１６が配置されている。
【００５２】
このため、燃料電池システム１０全体のパッケージングが簡素化されるとともに、簡単且つコンパクトに構成することができる。従って、特に車両内の狭小な配置スペースを有効に活用することが可能になり、車載用に適した燃料電池システム１０を提供することができるという効果が得られる。
【００５３】
また、本実施形態では、図４に示すように、アノード電極３０及びカソード電極３２は、横長形状を有し、電極面の長手方向の長さＬと短手方向（幅方向）の長さＨとのアスペクト比（Ｌ／Ｈ）が、例えば、１２に設定されている。アスペクト比（Ｌ／Ｈ）と電極幅方向（矢印Ｈ方向）の電極面の酸素ストイキのばらつき（最大ストイキと最小ストイキとの差）とは、図６に示す関係を有している。ここで、酸素ストイキとは、必要な電流を得るために理論的に必要な酸化剤ガスの供給量に対し、実際に何倍の酸化剤ガスを供給しているかを表した比である。
【００５４】
これにより、アスペクト比（Ｌ／Ｈ）が２以下であると、酸素ストイキのばらつきが相当に大きくなる一方、アスペクト比（Ｌ／Ｈ）が２を越えると、前記酸素ストイキのばらつきが一挙に低減している。このため、アスペクト比（Ｌ／Ｈ）を、例えば、１２に設定することにより、酸素ストイキのばらつきを可及的に低減させることが可能になる。しかも、アスペクト比（Ｌ／Ｈ）が大きいため、高さ方向（矢印Ｃ方向）の寸法を小さくすることができる。
【００５５】
なお、本実施形態では、第１燃料電池スタック１２Ａと第２燃料電池スタック１２Ｂとには、連結部材６２ａ、６２ｂを介して、酸化剤ガス及び燃料ガスがそれぞれ互いに直列に供給されているが、これに限定されるものではない。すなわち、第１燃料電池スタック１２Ａと第２燃料電池スタック１２Ｂとには、酸化剤ガス及び燃料ガスがそれぞれ互いに並列に供給されるように構成してもよい。
【００５６】
また、第１燃料電池スタック１２Ａと第２燃料電池スタック１２Ｂとには、連結部材６２ａ、６２ｂが用いられているが、これに限定されるものではない。例えば、連結部材６２ａ、６２ｂを不要にして、マニホールド配管のみを用いてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１０…燃料電池システム                  １２…燃料電池スタック群
１２Ａ、１２Ｂ…燃料電池スタック        １４…酸化剤ガス供給装置
１６…燃料ガス供給装置                  １８…冷却媒体供給装置
２０…発電セル                          ２２…電解質膜・電極構造体
２４、２６…セパレータ                  ２８…固体高分子電解質膜
３０…アノード電極                      ３２…カソード電極
３４ａ…酸化剤ガス入口連通孔            ３４ｂ…酸化剤ガス出口連通孔
３６ａ…冷却媒体入口連通孔              ３６ｂ…冷却媒体出口連通孔
３８ａ…燃料ガス入口連通孔              ３８ｂ…燃料ガス出口連通孔
４０…燃料ガス流路                      ４２…酸化剤ガス流路
４４…冷却媒体流路                      ５６ａ、５６ｂ…エンドプレート
６２ａ、６２ｂ…連結部材                ６６ａ…燃料ガス供給マニホールド
６６ｂ…燃料ガス排出マニホールド        ６８ａ…冷却媒体供給マニホールド
６８ｂ…冷却媒体排出マニホールド        ７０ａ…酸化剤ガス供給マニホールド
７０ｂ…酸化剤ガス排出マニホールド      ７２…空間部
７４…エアポンプ                        ７８…加湿器
８４…背圧弁                            ８６…水素タンク
９０…遮断弁                            ９２…エゼクタ
９６…気液分離器                        １０８…希釈ボックス
１１２…ラジエータ                      １１４…冷媒ポンプ
１１６…燃料電池補機
【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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