专利名称：燃料电池系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种燃料电池系统，该燃料电池系统包括设置在外壳中的燃料电池组、换热器、重整器以及载荷施加机构。
背景技术：
典型地讲，固体氧化物燃料电池(SOFC)采用由诸如稳定氧化锆的离子导电固体氧化物制成的电解质。该电解质插设在阳极与阴极之间，以形成电解质电极组件(单元电池)。该电解质电极组件插设在隔板(双极板)之间。在使用中，将预定数量的单元电池和隔板堆叠在一起，以形成燃料电池组。
在该燃料电池中，向阴极供应含氧气体或空气。含氧气体中的氧在阴极与电解质之间的界面处电离，并且氧离子(O2-)通过电解质朝向阳极运动。向阳极供应诸如含氢气体或CO的燃料气体。氧离子与含氢气体中的氢起反应以生成水，或者与CO起反应以生成CO2。反应中释放出的电子通过外部电路流向阴极，以产生DC电能。
例如，日本特开平6-24137号公报提出采用一种燃料电池，在该燃料电池中，向相应电池施加的电池紧固表面压力可以均匀地设定为适当值，以便实现燃料电池的高性能和长寿命。在传统技术中，如图13所示，燃料电池包括分开布置在电池容器2中的多个(例如三个)小堆(small stack)1。
每个小堆1都包括电池组1a和设置在电池组1a的相对两侧上的电池紧固板1b。四个紧固螺栓1c插入上下两个电池紧固板1b中。紧固螺母1e通过紧固弹簧1d装配至相应的紧固螺栓1c，以形成小堆1。而且，利用三个小堆支撑板3来支撑小堆1。将四个支撑螺栓4插入小堆支撑板3。将支撑螺母5装配至支撑螺栓4的相对两端。
然而，在传统技术中，因为将四个紧固螺栓1c设置在每个小堆1的电池组1a的两侧上，所以小堆1在与小堆1的堆叠方向垂直的方向上的宽度较大。
而且，为了支撑三个小堆1，设置了小堆支撑板3和四个支撑螺栓4，整个燃料电池组所需的空间相当大。因此，容纳燃料电池组的电池容器2的尺寸很大。因此，没有有效地利用燃料电池组所用的空间，并且热容量较大。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种可以简化并缩小系统整体尺寸，并且减小热容量的燃料电池系统。
根据本发明，一种燃料电池系统包括燃料电池组、换热器、重整器、载荷施加机构以及外壳。所述燃料电池组通过沿堆叠方向堆叠多个燃料电池而形成。每个所述燃料电池都包括电解质电极组件和夹持所述电解质电极组件的隔板。所述电解质电极组件包括阳极、阴极、以及插设在所述阳极与所述阴极之间的电解质。所述换热器设置在所述燃料电池组的一侧上，用于加热待向所述燃料电池组供应的含氧气体。所述重整器设置在所述燃料电池组的所述一侧上，用于对燃料进行重整以生成燃料气体。所述载荷施加机构设置在所述燃料电池组的另一侧上，用于沿所述堆叠方向向所述燃料电池组施加紧固载荷。所述外壳容纳所述燃料电池组、所述换热器、所述重整器以及所述载荷施加机构。
所述载荷施加机构包括第一紧固单元和第二紧固单元，所述第一紧固单元用于沿堆叠方向向所述燃料电池组的预定密封区域施加载荷，而所述第二紧固单元用于沿堆叠方向向所述电解质电极组件施加载荷。所述第二紧固单元施加的载荷小于所述第一紧固单元施加的载荷。
而且优选的是，所述载荷施加机构包括热障，该热障用于屏蔽从所述燃料电池组的一侧传递来的热。而且优选的是，所述热障插设在所述燃料电池组的另一侧与所述载荷施加机构之间，并且包括由所述外壳支撑的板部件。
而且优选的是，所述第一紧固单元通过设置在所述燃料电池组的一侧上的端板沿所述堆叠方向保持载荷。而且，优选的是，所述燃料电池组包括燃料气体供应单元，该燃料气体供应单元沿堆叠方向延伸，用于向所述阳极提供燃料气体，并且所述第一紧固单元沿堆叠方向向所述燃料气体供应单元的密封区域施加紧固载荷。
优选的是，所述第一紧固单元包括第一螺栓，该第一螺栓拧入设置在所述燃料电池组的一侧上的所述端板中；和第一板部件，该第一板部件与所述第一螺栓接合，用于沿堆叠方向将载荷施加至所述燃料电池组的预定密封区域，而所述第二紧固单元包括第二螺栓，该第二螺栓拧入所述端板中；第二板部件，该第二板部件与所述第二螺栓接合；以及弹簧部件，该弹簧部件插设在所述第二板部件与所述燃料电池组之间，用于沿堆叠方向将载荷施加至所述电解质电极组件。
根据本发明，所述换热器和所述重整器设置在所述燃料电池组的一侧上，所述载荷施加机构设置在所述燃料电池组的另一侧上。因此，所述载荷施加机构没有暴露于热排气或热空气。利用简单的结构，适当地改进了所述载荷施加机构的耐久性。
而且，将用于施加不同载荷的所述第一紧固单元和所述第二紧固单元设置在所述隔板的中央。由此，实现了所述载荷施加机构的整体尺寸的减小。从而，可以减小该系统的整体尺寸。可以将所述燃料电池组、所述换热器以及所述重整器设置在一小空间中。可以容易地减小热容量，并且减小热损失。
从下面结合附图的说明将更清楚本发明的上述和其它目的、特征以及优点，其中附图以例示性示例的方式示出了本发明的优选实施例。
图1是示出根据本发明一实施例的燃料电池系统的局部剖视图；图2是示意性地示出燃料电池系统的燃料电池组的立体图；图3是示出燃料电池组的燃料电池的分解立体图；图4是示出燃料电池中的气流的局部分解立体图；
图5是示出隔板的一个表面的图；图6是示出隔板的另一表面的图；图7是示出形成在隔板上的第一突起和第二突起的立体图；图8是示出燃料电池组的剖视图；图9是示意性地示出燃料电池的操作的剖视图；图10是示意性地示出固定至隔板的通道部件的图；图11是示出燃料电池组的端板的正视图；图12是示出燃料电池系统的载荷施加机构的局部分解立体图；以及图13是示意性地示出传统燃料电池的结构的图。
具体实施例方式
图1是示出根据本发明一实施例的燃料电池系统10的局部剖视图。图2是示意性地示出燃料电池系统10的燃料电池组12的立体图。燃料电池组12通过沿箭头A所示方向堆叠多个燃料电池11而形成。
燃料电池系统10用于各种应用，包括固定应用和移动应用。例如，将燃料电池系统10安装在车辆上。如图1所示，燃料电池系统10包括燃料电池组12、换热器14、重整器16以及外壳18。在含氧气体供应给燃料电池组12之前，换热器14将该含氧气体加热。重整器16重整燃料，以生成燃料气体。燃料电池组12、换热器14以及重整器16布置在外壳18中。
在外壳18中，在燃料电池组12的一侧上布置有至少包括换热器14和重整器16在内的流体单元19，而在燃料电池组12的另一侧上布置有用于沿箭头A所示的堆叠方向向燃料电池11施加紧固载荷的载荷施加机构21。流体单元19和载荷施加机构21均关于燃料电池组12的中心轴线对称地设置。
燃料电池11是固体氧化物燃料电池(SOFC)。如图3和图4所示，燃料电池11包括电解质电极组件26。每个电解质电极组件26都包括阴极22、阳极24以及插设在阴极22与阳极24之间的电解质(电解质板)20。例如，电解质20由诸如稳定氧化锆的离子导电固体氧化物制成。电解质电极组件26具有圆盘形状。在电解质电极组件26的内周缘处设置有屏障层(未示出)，以防止含氧气体进入。
在一对隔板28之间插设多个(例如，八个)电解质电极组件26，以形成燃料电池11。这八个电解质电极组件26与延伸通过隔板28的中央的燃料气体供应通路30同心。
在图3中，例如，每个隔板28都包括例如由不锈合金制成的金属板或碳板。隔板28具有第一小直径端部32。燃料气体供应通路30延伸通过第一小直径端部32的中央。第一小直径端部32通过多个第一桥34与均具有相对较大直径的圆盘36成一体。第一桥34以相等的角度(间隔)从第一小直径端部32径向向外延伸。圆盘36和电解质电极组件26具有大致相同的尺寸。如图3、图5和图6所示，相邻圆盘36通过狭缝38彼此隔开。
每个圆盘36在其与阳极24接触的表面36a上都具有第一突起48(参见图5)。第一突起48形成燃料气体通道46，用于沿阳极24的电极表面供应燃料气体。每个圆盘36在其与阴极22接触的表面36b上都具有第二突起52(参见图6)。第二突起52形成含氧气体通道50，用于沿阴极22的电极表面供应含氧气体。如图7所示，第一突起48和第二突起52彼此远离地突出。
第一突起48是环形突起，而第二突起52是山形突起。第二突起(山形突起)52被第一突起(环形突起)48围绕。第二突起52形成在其中形成有与第一突起48对应的凹部53的表面上。因此，第二突起52设置在凹部53中。
如图8和图9所示，设置多个第一突起48和多个第二突起52，并且第一突起48的高度H1小于第二突起52的高度H2(H1＜H2)。因此，含氧气体通道50的容积大于燃料气体通道46的容积。
另选的是，第一突起48可以是山形突起，而第二突起52可以是环形突起。在这种结构中，优选的是，环形突起的高度大于山形突起的高度。
如图3到图6所示，在每个圆盘36中都设置有燃料气体入口(燃料气体供应单元)54。燃料气体通过燃料气体入口54流入燃料气体通道46。燃料气体入口54的位置确定成使燃料气体可以均匀分布。例如，将燃料气体入口54设置在圆盘36的中央处。
在面向阴极22的表面上利用钎焊或激光焊接将通道部件56固定至隔板28。如图3和图10所示，通道部件56包括第二小直径端部58。燃料气体供应通路30延伸通过第二小直径端部58的中央。八个第二桥60从第二小直径端部58径向延伸。每个第二桥60都固定至隔板28，从第一桥34到圆盘36的燃料气体入口54。
在通道部件56的第二小直径端部58上形成有多个狭缝62。在第二小直径端部58的接合到隔板28的表面上径向形成狭缝62。狭缝62连接到燃料气体供应通路30。而且，狭缝62连接到形成在第二小直径端部58的外周区域中的凹部64。凹部64防止钎焊材料的流动，并且实现燃料气体的均匀流动。燃料气体供应通道66形成在第一桥34与第二桥60之间。燃料气体供应通道66通过狭缝62和凹部64连接到燃料气体通道46。
如图8和图9所示，含氧气体通道50连接到含氧气体供应单元67。通过电解质电极组件26的内周缘与圆盘36的内周缘之间的空间，沿箭头B所示方向供应含氧气体。含氧气体供应单元67由相应圆盘36的内侧与第一桥34之间的空间形成，并且沿堆叠方向延伸。
如图8所示，在隔板28之间设置有用于密封燃料气体供应通路30的绝缘密封件69。例如，绝缘密封件69由云母材料或陶瓷材料制成。在相应圆盘36的外部，排气通道68沿堆叠方向延伸通过燃料电池11。
如图1和图2所示，燃料电池组12包括多个堆叠在一起的燃料电池11、以及设置在沿堆叠方向的相对两端的端板70a、70b。端板70a具有大致圆盘形状。在端板70a的外周区域中形成有环形部72。环形部72从端板70a起沿轴向突出。环绕环形部72形成有槽74。在环形部72的中央处设置有筒形突起76。筒形突起76和环形部72沿同一方向从端板70a突出。在突起76的中央处形成有孔78。
在端板70a中，沿环绕突起76的虚圆交替形成有孔80和螺纹孔82。孔80和螺纹孔82彼此隔开预定间隔(角度)。如图11所示，孔80和螺纹孔82设置在与形成于第一桥34和第二桥60之间的含氧气体供应单元67的相应空间对应的位置处。如图1所示，端板70b的直径大于端板70a的直径。端板70b是薄导电板。
外壳18包括容纳载荷施加机构21的第一外壳单元86a和容纳燃料电池组12的第二外壳单元86b。端板70b和绝缘部件夹在第一外壳单元86a与第二外壳单元86b之间。该绝缘部件设置在第二外壳单元86b的侧面上。利用螺栓88和螺母90紧固第一外壳单元86a与第二外壳单元86b之间的接合部。端板70b用作热障，用于防止来自流体单元19的热排气或热空气进入载荷施加机构21。
环形壁板92的一端接合至第二外壳单元86b，并且在壁板92的另一端固定顶板94。流体单元19关于燃料电池组12的中心轴线对称地设置。具体地说，在大致环形的换热器14的内部同轴地设置大致柱形的重整器16。换热器14和重整器16固定至壁板96，并且壁板96固定至环绕端板70a的槽74。在端板70a与壁板96之间形成腔室98。
燃料气体供应管100和重整气体供应管102连接至重整器16。燃料气体供应管100从顶板94向外延伸。重整气体供应管102插入端板70a的孔78中，并且连接至燃料气体供应通路30。
空气供应管104和排气管106连接至顶板94。在外壳18中设置有通过换热器14从空气供应管104延伸至腔室98的通道108、以及通过换热器14从燃料电池组12的排气通道68延伸至排气管106的通道110。
载荷施加机构21包括第一紧固单元112a和第二紧固单元112b，该第一紧固单元112a用于向环绕(靠近)燃料气体供应通路30的区域施加第一紧固载荷T1，而第二紧固单元112b用于向电解质电极组件26施加第二紧固载荷T2。第二紧固载荷T2小于第一紧固载荷T1(T1＞T2)。
如图1、图2和图12所示，第一紧固单元112a包括较短的第一紧固螺栓(第一螺栓)114a，该第一紧固螺栓114a拧入沿端板70a的一条对角线设置的螺纹孔82中。第一紧固螺栓114a沿燃料电池11的堆叠方向延伸，并且与第一压板(第一板部件)116a接合。第一紧固螺栓114a设置在隔板28中的含氧气体供应单元67中。第一压板116a是一窄板，并且与隔板28的中央位置接合，以覆盖燃料气体供应通路30的绝缘密封件(预定密封区域)69。
第二紧固单元112b包括较长的第二紧固螺栓(第二螺栓)114b，该第二紧固螺栓114b拧入沿端板70a的另一对角线设置的螺纹孔82中。第二紧固螺栓114b的端部延伸通过具有弯曲外部的第二压板(第二板部件)116b。螺母117装配至第二紧固螺栓114b的端部。第二紧固螺栓114b设置在隔板28中的含氧气体供应单元67中。第二压板116b沿堆叠方向的厚度与第一压板116a相比较小。在第二压板116b的相应圆形部中，在与燃料电池11的圆盘36上的电解质电极组件26对应的位置处设置弹簧(弹簧部件)118和弹簧座119。例如，弹簧118是陶瓷弹簧。
下面，对燃料电池系统10的操作进行说明。
如图3所示，在组装燃料电池系统10时，首先，将隔板28在其面对阴极22的表面上接合至通道部件56。因此，在隔板28与通道部件56之间形成连接至燃料气体供应通路30的燃料气体供应通道66。燃料气体供应通道66通过燃料气体入口54连接至燃料气体通道46(参见图8)。环形绝缘密封件69环绕燃料气体供应通路30设置在每个隔板28上。
以这种方式制作了隔板28。八个电解质电极组件26插设在隔板28之间以形成燃料电池11。如图3和图4所示，电解质电极组件26插设在一个隔板28的表面36a与另一隔板28的表面36b之间。圆盘36的燃料气体入口54位于每个阳极24的中央处。
沿箭头A所示的方向堆叠多个燃料电池11，将端板70a、70b设置在沿堆叠方向的相对两端。如图1和图12所示，第一紧固单元112a的第一压板116a设置在燃料电池11的中央处。第一压板116a具有为承受沿堆叠方向的载荷所必需的最小尺寸。
在这种状态下，将较短的第一紧固螺栓114a朝向端板70a插入穿过第一压板116a和端板70b。将第一紧固螺栓114a的顶端拧入并装配至沿端板70a的其中一条对角线形成的螺纹孔82。将第一紧固螺栓114a的头部与第一压板116a接合。将第一紧固螺栓114a拧入螺纹孔82，以调节第一压板116a的表面压力。以这种方式，在燃料电池组12中，将第一紧固载荷T1施加至靠近燃料气体供应通路30的密封区域。
接着，将弹簧118和弹簧座119与在圆盘36的相应位置处的电解质电极组件26轴向对准。将第二紧固单元112b的第二压板116b与设置在弹簧118的一端处的弹簧座119接合。
接着，将较长的第二紧固螺栓114b朝向端板70a插入穿过第二压板116b和端板70b。将第二紧固螺栓114b的顶端拧入并装配至沿端板70a的另一对角线形成的螺纹孔82。将螺母117装配至第二紧固螺栓114b的头部。因此，通过调节螺母117与第二紧固螺栓114b之间的螺纹接合状态，通过相应弹簧118的弹力将第二紧固载荷T2施加至电解质电极组件26。
将燃料电池组12的端板70b夹在外壳18的第一外壳单元86a与第二外壳单元86b之间。将绝缘部件插设在第二外壳单元86b与端板70b之间，并且通过螺栓88和螺母90将第一外壳单元86a和第二外壳单元86b固定在一起。将流体单元19安装在第二外壳单元86b中。使流体单元19的壁板96附着于环绕端板70a的槽74。由此，在端板70a与壁板96之间形成腔室98。
接下来，如图1所示，在燃料电池系统10中，从燃料气体供应管100供应燃料(甲烷、乙烷、丙烷等)并且在必要时供应水，并从空气供应管104供应含氧气体(下文中称为“空气”)。
燃料在经过重整器16时被重整，以生成燃料气体(含氢气体)。将该燃料气体供应至燃料电池组12的燃料气体供应通路30。燃料气体沿箭头A所示的堆叠方向运动，并且在每个燃料电池11的隔板28中通过狭缝62流入燃料气体供应通道66(参见图8)。
燃料气体沿第一桥34与第二桥60之间的燃料气体供应通道66流动，并且从圆盘36的燃料气体入口54流入燃料气体通道46。燃料气体入口54形成在与电解质电极组件26的阳极24的中央区域对应的位置处。由此，燃料气体从燃料气体入口54供应至阳极24的大致中央位置，并且沿燃料气体通道46从阳极24的中央区域向外流动(参见图9)。
如图1所示，来自空气供应管104的空气流动通过换热器14的通道108，并且临时流入腔室98。空气流动通过连接至腔室98的孔80，并且供应至设置在燃料电池11的大致中央处的含氧气体供应单元67。这时，在换热器14中，如下所述，因为排至排气通道68的排气流动通过通道110，所以在排气与供应至燃料电池11之前的空气之间进行热交换。因此，预先将空气加热至期望的燃料电池工作温度。
供应至含氧气体供应单元67的含氧气体沿箭头B所示的方向流入电解质电极组件26的内周缘与圆盘36的内周缘之间的空间，并且流向含氧气体通道50。如图9所示，在含氧气体通道50中，空气从电解质电极组件26的阴极22的内周缘(隔板28的中央区域)向外周缘(隔板28的外部区域)流动，即从阴极22的外周区域的一端向另一端流动。
由此，在电解质电极组件26中，燃料气体从阳极24的中央区域向外周区域流动，而空气在阴极22的电极表面上沿箭头B所示的一个方向流动(参见图9)。这时，氧离子朝向阳极24流动通过电解质20，用于通过电化学反应产生电。
排至相应的电解质电极组件26的外部的排气沿堆叠方向流动通过排气通道68。当排气流动通过换热器14的通道110时，在排气与空气之间进行热交换。接着，将排气排入排气管106中(参见图1)。
在本发明的实施例中，包括换热器14和重整器16在内的流体单元19设置在燃料电池组12的一侧上，载荷施加机构21设置在燃料电池组12的另一侧上。由此，载荷施加机构21没有暴露于流动通过流体单元19的热排气或热空气。利用简单结构，可以适当地改进载荷施加机构21的耐久性。
这时，将燃料电池组12的端板70b夹在外壳18的第一外壳单元86a与第二外壳单元86b之间。端板70b用作热障。因此，可以进一步阻止热排气或者屏障空气朝向载荷施加机构21流动。载荷施加机构21的温度不会改变。由此，改进了施加载荷的可靠性。
而且，载荷施加机构21包括用于施加不同载荷的第一紧固单元112a和第二紧固单元112b。第一紧固单元112a通过沿堆叠方向向燃料电池组12施加载荷而向靠近燃料气体供应通路30的最需要可靠密封性能的区域施加第一紧固载荷T1。由此，改进了靠近燃料气体供应通路30的区域中的密封特性，并且获得高度精确的密封性能。而且，容易地改进了燃料电池11中的发电效率。
而且，第二紧固单元112b向相应的电解质电极组件26施加第二紧固载荷T2。第二紧固载荷T2小于第一紧固载荷T1。因此，没有向每个电解质电极组件26施加过量的载荷。因此，例如可以可靠地防止电解质电极组件26受损。
而且，在本发明的实施例中，第一紧固单元112a的第一紧固螺栓114a拧入燃料电池组12的端板70a的螺纹孔82中。因此，通过端板70a的中央部分和第一压板116a承受由第一紧固单元112a沿堆叠方向施加的第一紧固载荷T1。因此，由第一紧固单元112a施加的载荷没有施加至端板70a的外部区域和外壳18。因此，可以减小端板70a的外部区域和外壳18的厚度。
同样，第二紧固单元112b的第二紧固螺栓114b拧入端板70a的螺纹孔82中。因此，端板70a承受由第二紧固单元112b施加的第二紧固载荷T2。由第二紧固单元112b施加的载荷没有施加至外壳18。而且，因为第二紧固单元112b在堆叠方向上的厚度与第一紧固单元112a相比较小，所以减小了载荷施加机构21的热容量。
由此，可以显著减小外壳18的厚度，并且有效地减小了整个燃料电池系统10的热容量。具体地说，可以在起动操作时迅速执行预热操作。
而且，第一紧固单元112a和第二紧固单元112b设置在隔板28中的含氧气体供应单元67中。没有将第一和第二紧固单元112a、112b设置在隔板28的外部。因此，紧固载荷施加机构21的整体尺寸较小，并且可以容易地减小整个燃料电池系统10的尺寸。
而且，第二紧固单元112b在与电解质电极组件26对应的位置处具有弹簧118。因此，通过弹簧118将期望的第二紧固载荷T2可靠地施加至相应的电解质电极组件26。
已经参照优选实施例具体示出并说明了本发明，应当理解，在不脱离如所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以对本发明进行改变和修改。
权利要求
1.一种燃料电池系统，该燃料电池系统包括燃料电池组(12)，该燃料电池组(12)通过沿堆叠方向堆叠多个燃料电池(11)而形成，所述燃料电池(11)均包括电解质电极组件(26)和夹持所述电解质电极组件(26)的隔板(28)，所述电解质电极组件(26)包括阳极(24)、阴极(22)以及插设在所述阳极(24)与所述阴极(22)之间的电解质(20)；换热器(14)，该换热器(14)设置在所述燃料电池组(12)的一侧上，用于加热待向所述燃料电池组(12)供应的含氧气体；重整器(16)，该重整器(16)设置在所述燃料电池组(12)的所述一侧上，用于对燃料进行重整以生成燃料气体；载荷施加机构(21)，该载荷施加机构(21)设置在所述燃料电池组(12)的另一侧上，用于沿所述堆叠方向向所述燃料电池组(12)施加紧固载荷；外壳(18)，该外壳(18)容纳所述燃料电池组(12)、所述换热器(14)、所述重整器(16)以及所述载荷施加机构(21)，其中，所述载荷施加机构(21)包括第一紧固单元(112a)和第二紧固单元(112b)，所述第一紧固单元(112a)用于沿所述堆叠方向向所述燃料电池组(12)的预定密封区域施加载荷，而所述第二紧固单元(112b)用于沿所述堆叠方向向所述电解质电极组件(26)施加载荷，并且所述第二紧固单元(112b)施加的载荷小于所述第一紧固单元(112a)施加的载荷。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述载荷施加机构(21)包括热障，该热障用于屏蔽从所述燃料电池组(12)的所述一侧传递来的热。
3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其中，所述热障插设在所述燃料电池组(12)的所述另一侧与所述载荷施加机构(21)之间，并且包括由所述外壳(18)支撑的板部件(70b)。
4.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述第一紧固单元(112a)通过设置在所述燃料电池组(12)的所述一侧上的端板(70a)而沿所述堆叠方向保持载荷。
5.根据权利要求4所述的燃料电池系统，其中，所述第一紧固单元(112a)包括第一螺栓(114a)，该第一螺栓(114a)拧入设置在所述燃料电池组(12)的所述一侧上的所述端板(70a)中；和第一板部件(116a)，该第一板部件(116a)与所述第一螺栓(114a)接合，用于沿所述堆叠方向将载荷施加至所述燃料电池组(12)的所述预定密封区域，并且所述第二紧固单元(112b)包括第二螺栓(114b)，该第二螺栓(114b)拧入所述端板(70a)中；第二板部件(116b)，该第二板部件(116b)与所述第二螺栓(114b)接合；以及弹簧部件(118)，该弹簧部件(118)插设在所述第二板部件(116b)与所述燃料电池组(12)之间，用于沿所述堆叠方向将载荷施加至所述电解质电极组件(26)。
6.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述燃料电池组(12)包括燃料气体供应单元(54)，该燃料气体供应单元(54)沿所述堆叠方向延伸，用于向所述阳极(24)供应燃料气体，并且所述第一紧固单元(112a)沿所述堆叠方向向所述燃料气体供应单元(54)的密封区域施加紧固载荷。
7.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，该燃料电池系统还包括流体单元(19)，该流体单元(19)至少包括所述换热器(14)和所述重整器(16)，其中，所述流体单元(19)和所述载荷施加机构(21)均关于所述燃料电池组(12)的中心轴线对称地设置。
8.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述换热器(14)具有环形形状，所述重整器(16)具有柱形形状，并且所述重整器(16)同轴地设置在所述换热器(14)的内部。
9.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述第一紧固单元(112a)和所述第二紧固单元(112b)设置在所述隔板(28)内部的含氧气体供应单元(67)中。
全文摘要
本发明涉及一种燃料电池系统。该燃料电池系统(10)包括燃料电池组(12)、流体单元(19)、以及载荷施加机构(21)。所述流体单元(19)包括设置在所述燃料电池组(12)的一侧上的换热器(14)和重整器(16)，而所述载荷施加机构(21)设置在所述燃料电池组(12)的另一侧上。所述载荷施加机构(21)包括用于沿堆叠方向向所述燃料电池组(12)的期望区域施加不同载荷的第一紧固单元(112a)和第二紧固单元(112b)。
文档编号H01M8/24GK101088191SQ200580044059
公开日2007年12月12日 申请日期2005年12月22日 优先权日2004年12月22日
发明者本间弘树 申请人:本田技研工业株式会社