燃料电池模块制造技术

本发明专利技术提供一种燃料电池模块。燃料电池模块具有：层叠体，由层叠的多个燃料电池单体构成；至少一个虚设单体，在所述层叠体的层叠方向的端部与所述层叠体相接；反应气体供给路，构成为向各所述燃料电池单体和所述虚设单体供给作为燃料气体和氧化气体中的任一者的反应气体；反应气体排出路，连接于各所述燃料电池单体和所述虚设单体。各所述燃料电池单体和所述虚设单体在内部具有反应气体流路，该反应气体流路构成为使所述反应气体从所述反应气体供给路朝向所述反应气体排出路流动。所述虚设单体的所述反应气体流路的压力损失比各所述燃料电池单体的所述反应气体流路的压力损失小。失小。失小。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池模块


[0001]本说明书公开的技术涉及燃料电池模块。

技术介绍

[0002]日本特开2018
‑
107071公开的燃料电池模块具有燃料电池单体的层叠体和与层叠体的端部相接的虚设单体。在各燃料电池单体和虚设单体连接有反应气体供给路。从反应气体供给路向各燃料电池单体和虚设单体供给反应气体(例如，阳极气体)。反应气体在燃料电池单体的内部发生反应，由此进行发电。

技术实现思路

[0003]在日本特开2018
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107071的燃料电池模块中，有时在反应气体供给路内产生液体。例如，在向燃料电池模块施加了加速度时，存在水从处于反应气体供给路的上游的装置流入反应气体供给路内的情况。而且，例如，在燃料电池模块长时间暴露于低温环境的情况下，有时在反应气体供给路内会产生结露水。当液体从反应气体供给路向燃料电池单体流入时，燃料电池单体的内部的反应气体流路被液体闭塞，通过燃料电池单体无法适当地进行发电。其结果是，燃料电池模块的发电效率下降。在本说明书中，提出一种液体难以从反应气体供给路向燃料电池单体流入的燃料电池模块。
[0004]本说明书的一方式的燃料电池模块具有：层叠体，由层叠的多个燃料电池单体构成；至少一个虚设单体，在所述层叠体的层叠方向的端部与所述层叠体相接；反应气体供给路，构成为向各所述燃料电池单体和所述虚设单体供给作为燃料气体和氧化气体中的任一者的反应气体；反应气体排出路，连接于各所述燃料电池单体和所述虚设单体。各所述燃料电池单体和所述虚设单体在内部具有反应气体流路，该反应气体流路构成为使所述反应气体从所述反应气体供给路朝向所述反应气体排出路流动。所述虚设单体的所述反应气体流路的压力损失比各所述燃料电池单体的所述反应气体流路的压力损失小。
[0005]在该燃料电池模块中，虚设单体的反应气体流路的压力损失比各燃料电池单体的反应气体流路的压力损失小。因此，从反应气体供给路向虚设单体的反应气体流路流入的反应气体的流量比从反应气体供给路向各燃料电池单体的反应气体流路流入的反应气体的流量多。如果在反应气体供给路内存在液体，则通过反应气体将液体向下游搬运。由于向虚设单体的反应气体流路流入的反应气体的流量比向各燃料电池单体的反应气体流路流入的反应气体的流量多，因此反应气体供给路内存在的液体的大部分向虚设单体的反应气体流路内流入。由此，能抑制液体向各燃料电池单体的反应气体流路流入的情况。这样，在该燃料电池模块中，液体难以流入燃料电池单体。
[0006]在上述燃料电池模块中，所述虚设单体可以具有第一隔板、第二隔板及夹在所述第一隔板与所述第二隔板之间且具有透气性的间隔件。所述间隔件可以构成所述虚设单体的所述反应气体流路的一部分。
[0007]根据该结构，能够减小虚设单体的反应气体流路的压力损失。
[0008]在上述燃料电池模块中，各所述燃料电池单体可以具有第三隔板、第四隔板及夹在所述第三隔板与所述第四隔板之间的膜电极接合体。所述膜电极接合体可以包括具有透气性的气体扩散层。所述气体扩散层可以构成各所述燃料电池单体的所述反应气体流路的一部分。所述间隔件的透气度可以比所述气体扩散层的透气度高。
[0009]根据该结构，能够减小虚设单体的反应气体流路的压力损失。
[0010]在上述燃料电池模块中，所述虚设单体的所述反应气体流路的截面积可以比各所述燃料电池单体的所述反应气体流路的截面积大。
[0011]在上述燃料电池模块中，所述间隔件的厚度可以比所述气体扩散层的厚度厚。
[0012]在上述燃料电池模块中，在所述第一隔板、所述第二隔板、所述第三隔板、所述第四隔板各自的表面可以设置槽。在所述虚设单体中，可以通过所述槽和所述间隔件构成所述反应气体流路。在各所述燃料电池单体中，可以通过所述槽和所述气体扩散层构成所述反应气体流路。所述虚设单体的所述槽的深度可以比各所述燃料电池单体的所述槽的深度深。
附图说明
[0013]下面将参考附图描述本专利技术的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，附图中相似的标号表示相似的元件，其中：
[0014]图1是燃料电池模块10的立体图。
[0015]图2是燃料电池模块10的简易剖视图。
[0016]图3是燃料电池单体12的分解立体图。
[0017]图4是隔板40的俯视图。
[0018]图5是隔板50的俯视图。
[0019]图6是图4、5的VI
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VI线的位置处的燃料电池单体12的剖视图。
[0020]图7是图4、5的VII
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VII线的位置处的燃料电池单体12的剖视图。
[0021]图8是与图7对应的位置处的虚设单体112的剖视图。
具体实施方式
[0022]图1所示的燃料电池模块10搭载于燃料电池机动车。燃料电池模块10具有多个燃料电池单体12和两个虚设单体112(即，虚设单体112a、112b)。各燃料电池单体12和各虚设单体112具有板形形状。多个燃料电池单体12沿厚度方向层叠。在包含图1的各图中，将多个燃料电池单体12层叠的方向表示作为z方向，将与z方向正交的一方向表示作为x方向，将与x方向及z方向正交的方向表示作为y方向。虚设单体112配置在燃料电池单体12的层叠体13的两侧。虚设单体112a在z方向上的一方的端部处与层叠体13(即，该端部的燃料电池单体12)相接。虚设单体112b在z方向上的另一方的端部处与层叠体13(即，该端部的燃料电池单体12)相接。
[0023]如图1、2所示，在各燃料电池单体12和各虚设单体112设有贯通孔73a、74a。如图2所示，各贯通孔74a相互连通。在虚设单体112a的贯通孔74a连接有配管74b。通过各贯通孔74a和配管74b形成燃料气体供给路74。如图2所示，各贯通孔73a相互连通。在虚设单体112a的贯通孔73a连接有配管73b。通过各贯通孔73a和配管73b形成燃料气体排出路73。经由燃
料气体供给路74向各燃料电池单体12和各虚设单体112供给燃料气体(在本实施方式中为氢(H2))。通过了各燃料电池单体12和各虚设单体112的燃料气体经由燃料气体排出路73向燃料电池模块10的外部排出。
[0024]如图1所示，在各燃料电池单体12和各虚设单体112设置有贯通孔71a、76a。虽然未图示，但是与各贯通孔74a同样，各贯通孔71a相互连通。虽然未图示，但是在虚设单体112a的贯通孔71a连接有配管。通过各贯通孔71a和配管形成氧化剂气体供给路71。虽然未图示，但是与各贯通孔74a同样，各贯通孔76a相互连通。虽然未图示，但是在虚设单体112a的贯通孔76a连接有配管。通过各贯通孔76a和配管形成氧化剂气体排出路76。经由氧化剂气体供给路71向各燃料电池单体12和各虚设单体112供给氧化剂气体(在本实施方式中为氧(O2))。通过了各燃料电池单体12和各虚设单体112的氧化剂气体经由氧化剂气体排出路76向燃料电池模块10的外部排出。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池模块，其特征在于，包括：层叠体，由层叠的多个燃料电池单体构成；至少一个虚设单体，在所述层叠体的层叠方向的端部与所述层叠体相接；反应气体供给路，构成为向各所述燃料电池单体和所述虚设单体供给作为燃料气体和氧化气体中的任一者的反应气体；及反应气体排出路，连接于各所述燃料电池单体和所述虚设单体，其中，各所述燃料电池单体和所述虚设单体在内部具有反应气体流路，该反应气体流路构成为使所述反应气体从所述反应气体供给路朝向所述反应气体排出路流动，所述虚设单体的所述反应气体流路的压力损失比各所述燃料电池单体的所述反应气体流路的压力损失小。2.根据权利要求1所述的燃料电池模块，其特征在于，所述虚设单体具有第一隔板、第二隔板及夹在所述第一隔板与所述第二隔板之间且具有透气性的间隔件，所述间隔件构成所述虚设单体的所述反应气体流路的一部分。3.根据权利要求2所述的燃料电池模块，其特征在于，各所述燃料电池单体具...

【专利技术属性】
技术研发人员：田村悠人，芳住知勇，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：