燃料电池的制作方法_2

文档序号:9872609阅读:来源:国知局
担载体)形成。气体扩散层由多孔的部件形成。作为多孔的部件,例如,可以使用碳纸等的碳多孔体、金属网、发泡金属等金属多孔体。隔板由气体不透过的导电性部件形成。作为这样的部件,例如可以采用压缩碳使气体不至透过的致密质碳、冲压成型的金属板。
[0031]在燃料电池单电池110的内部,沿着层叠方向SD形成反应气体的流路以及冷却介质的流路。具体地说,如图1所示,在燃料电池单电池110形成氧化剂气体供给流路151、氧化剂气体排出流路152、燃料气体供给路153、燃料气体排出流路154、冷却介质供给流路155、冷却介质排出流路156。各燃料电池单电池110的各流路在层叠方向SD重叠,由此在层叠体101的内部形成未图示的氧化剂气体供给歧管、氧化剂气体排出歧管、燃料气体供给歧管、燃料气体排出歧管、冷却介质供给歧管以及冷却介质排出歧管。
[0032]变形吸收部102在层叠体101的一方的端部单电池(最外侧的燃料电池单电池110)的外侧,配置于该端部单电池与接线板120之间。变形吸收部102由橡胶等的弹性体构成,吸收由于燃料电池单电池110的热膨胀所产生的沿层叠体1I的层叠方向SD的变形。此外,也可以取代弹性体,转而由弹簧等任意的弹性体构成变形吸收部102。
[0033]一对接线板120中的、一方的接线板120在变形吸收部102的外侧与变形吸收部102接触配置,另一方的接线板120在未配置变形吸收部102—侧的端部单电池的外侧,与该端部单电池接触配置。各接线板120使在层叠体101产生的电流集中。另外,一对接线板120对于由层叠体101以及变形吸收部102构成的层叠体沿层叠方向SD施加规定的紧固力。在不与变形吸收部102接触的接线板120,设置有与设置于层叠体101内部的各歧管连接的6个连接口 121。各接线板120中与层叠方向SD垂直的面的形状为矩形。
[0034]4个紧固支承部件130均为棒状的部件,沿层叠方向SD配置横跨一对接线板120间。如图2所示,各紧固支承部件130将2个接线板120中的互为相同的位置的角部彼此连接。各紧固支承部件130连接于各接线板120,维持各接线板120加载于由层叠体101以及变形吸收部102构成的层叠体的层叠方向SD的紧固力。
[0035]如图1所示,冲击传递部10具有将层叠方向SD作为长边方向的外观形状。如图2所示,冲击传递部10具备袋体11、填充于袋体11的内部的膨胀流体12。此外,在图1中,为了方便图示,省略了膨胀流体12。如图1所示,袋体11具有形成开口的薄的袋状的外观形状,具备主壁部19和一对侧壁部18。主壁部19朝向层叠体101的4个侧面S10、S20、S30以及S40中的任一侧面配置,与冲击保护体20接触。另外,主壁部19的+X方向的缘与一方的侧壁部18连接,-X方向的缘与另一方的侧壁部18连接。一对侧壁部18分别与接线板120接触。袋体11由膨胀流体12的透过性较低的材料形成。具体地说,在本实施方式中,袋体11有聚丙烯生成。此外,也可以代替聚丙烯,转而使用其他树脂、尿烷等的弹性体。
[0036]图1所示的各冲击传递部10的形成开口的缘部190如图2所示,与第2外面罩162的内侧表面或者第I夕卜面罩161的内侧表面接合。换言之,各冲击传递部10的开口由第I夕卜面罩161或者第2外面罩162堵塞。具体地说,如图2所示,在第2外面罩162的内侧的顶面S1、第I夕卜面罩161的沿着铅垂方向的2个内侧的侧面S2、S3和第I外面罩161的内侧的底面S4分别接合袋体11的缘部190。在本实施方式中,作为缘部190与第2外面罩162的内部表面或者第I外面罩161的内部表面的接合方法,采用使用粘合剂粘合的方法。此外,也可以代替使用粘合剂的粘合,转而使用焊接或简单的夹入等任意的接合方法。
[0037]膨胀流体12对于急剧的变化如固体般动作,而对于缓慢的变形则体现流动性。作为这样的膨胀流体12,在本实施方式中,使用在硅油与硼酸的混合物中添加微量的催化剂(例如,氯化铁、氯化镍等)并在高温环境下(例如,摄氏100度以上)进行混炼以及干燥而获得的材料。作为这样的材料,例如可以采用道康宁公司的道康宁3179( “道康宁”注册商标)、ffacker GmbH公司的M48、M49。
[0038]如上所述,各袋体11的开口由第I外面罩161或者第2外面罩162堵塞,因此膨胀流体12不会从袋体11漏出。
[0039]冲击保护体20为具有挠性的薄的布状的部件,具有将层叠方向SD作为长边方向的长方形的外观形状。在本实施方式中,冲击保护体20由凯夫拉(注册商标)形成。此外,也可以代替凯夫拉,转而由玻璃纤维等刚性比袋体11高的任意的材料形成。另外,还可以由刚性比袋体11低的材料形成冲击保护体20。另外,在本实施方式中,冲击保护体20与膨胀流体12相比刚性低。此外,与冲击保护体20的刚性比较的膨胀流体12的刚性是指在对冲击传递部10施加急剧的冲击时测定的刚性。
[0040]冲击保护体20配置在冲击传递部10与层叠体101的沿着层叠方向SD的各侧面之间。具体地说,在层叠体1I的第I侧面S10和与第I外面罩161的底面S4接合的冲击传递部1之间配置一个冲击保护体20。另外,在层叠体101的第2侧面S20和与第I外面罩161的侧面S2接合的冲击传递部10之间配置一个冲击保护体20。另外,在层叠体101的第3侧面S30、和与第I外面罩161的侧面S3接合的冲击传递部10之间配置一个冲击保护体20。另外,在层叠体101的第4侧面S40和与第2外面罩162接合的冲击传递部10之间配置一个冲击保护体20。在本实施方式中,各冲击传递部10与冲击保护体20的接触部分被全部粘合。此外,也可以仅将冲击传递部10与冲击保护体20的接触部分中的一部分粘合。另外,还可以完全不将该接触部分粘合。冲击保护体20保护袋体11不受冲击影响。例如,当在燃料电池100加载急剧的力时,能够抑制袋体11由于燃料电池单电池110的角而损伤。
[0041]如图1以及图2所示,第I外面罩161具有沿X轴方向观察的剖面呈大致U字形状的外观形状。第I外面罩161的X轴方向的长度与层叠体101、变形吸收部102和一对接线板120的组装体的X轴方向的长度大致相等。第I外面罩161将除第I外面罩161以及第2外面罩162以外的燃料电池100整体从下方覆盖(沿+Z方向覆盖),并且从侧方覆盖(沿+Y方向以及-Y方向覆盖)。第2外面罩162为将Z轴方向作为厚度方向的板状部件,覆盖第I外面罩161的上方的开敞部分。
[0042]上述的第I外面罩161以及第2外面罩162与权利要求中的紧固支承部以及外面罩相当。另外,袋体11与权利要求中的袋状部件相当。
[0043]图3为表示当燃料电池100搭载于车辆的情况下燃料电池100承受的惯性力的说明图。如图3所示,第I外面罩161被固定于车辆所具有的纵梁(side member)500。在该状态下,例如如果车辆发生正面碰撞,则在不与纵梁500直接连接的层叠体101加载朝向行进方向的惯性力Fg。因此,构成层叠体101的各燃料电池单电池110意欲朝向行进方向偏移。特别是,各燃料电池单电池110中的、位于层叠方向SD(X轴方向)的中央部分的燃料电池单电池110由于从一对接线板120加载的紧固力较弱,因此意欲进行大幅偏移。此处,在层叠体101的行进方向侧配置冲击传递部10,构成冲击传递部10的膨胀流体12相对于急剧的变化如固体般动作。因此,抑制膨胀流体12变形,换言之抑制惯性力Fg的吸收,并且将惯性力Fg向第I外面罩161传递。如此一来,第I外面罩161将与惯性力Fg反向的应力FB传递给冲击传递部10,冲击传递部10将应力FB经由冲击保护体20传递给层叠体101。因此,抑制层叠体101中的各燃料电池单电池110的位置偏移的发生。
[0044]与上述的碰撞时不同,例如当由于燃料电池单电池110的热膨胀等致使各燃料电池单电池110沿层叠方向SD缓慢移位的情况下,膨胀流体12作为流动体动作,并以填埋由于燃料电池单电池110的移位而产生的缝隙(燃料电池单电池110与冲击保护体20之间)的方式变形。这样,能够抑制燃料电池单电池110与冲击保护体20之间的缝隙的发生,因此在碰撞发生时,能够抑制燃料电池单电池110的位置偏移,并将惯性力Fg经由冲击传递部10向第I外面罩161传递。
[0045]在以上说明的第I实施方式的燃料电池100中,在层叠体101与第I外面罩161或者第2外面罩162之间,配置含有膨胀流体12的冲击传递部10,因此当由于碰撞等而在层叠体101加载急剧的力的情况下,能够抑制该力的吸收,并将该力向第I外面罩161或者第2外面罩162传递。另外,能够抑制该力的应力的吸收,并将该应力向层叠体101传递,能够抑制各燃料电池单电池110的位置偏移。因此,能够抑制由于燃料电池单电池110的位置偏移引起的反应气体、冷却介质的泄漏的发生。
[0046]进而,当由于燃料电池单电池110的热膨胀等致使各燃料电池单电池110意欲缓慢地移位的情况下,冲击传递部10随着该移位而变形,因此不妨碍燃料电池单电池110的移位。因此,能
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