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公開番号2025110941
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-30
出願番号2024005006
出願日2024-01-17
発明の名称燃料電池スタック
出願人本田技研工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H01M 8/2483 20160101AFI20250723BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】反応ガスのスムーズな流れを確保しつつ、発電セルを経ずに液水を良好に排出する。
【解決手段】燃料電池スタックは、複数の発電セル1を有するセル積層体101と、セル積層体101の前後両側に配置されたエンドユニット102と、セル積層体101のガス供給流路に配置され、前後方向に延在してガス流れの下流側の前端部および上流側の後端部に後端開口72aおよび前端開口71aがそれぞれ設けられた連通管7と、を備える。下流側のエンドユニット102には、前端開口71aから流出した液水をガス排出流路に導く排水通路PA10が設けられる。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
所定方向に積層された複数の発電セルを有し、反応ガスが供給されるガス供給流路および反応ガスが排出されるガス排出流路がそれぞれ前記所定方向に沿って延設されるとともに、前記ガス供給流路と前記ガス排出流路とを連通するガス流路が設けられたセル積層体と、
前記セル積層体の前記所定方向の一方に配置され、前記ガス供給流路に連通する供給口および前記ガス排出流路に連通する排出口が設けられた第１エンドユニットと、
前記セル積層体の前記所定方向の他方に配置された第２エンドユニットと、
前記ガス供給流路に配置され、前記所定方向に延在して前記所定方向の一方における一端側および前記所定方向の他方における他端側に、前記ガス供給流路の上流側および下流側に連通する第１開口および第２開口がそれぞれ設けられた管体と、を備え、
前記複数の発電セルが配置された前記セル積層体の発電領域よりも前記所定方向の他方における非発電領域に、前記第２開口から流出した液水を前記ガス排出流路に導く排水通路が設けられることを特徴とする燃料電池スタック。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池スタックにおいて、
前記排水通路は、前記第２エンドユニットに設けられることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料電池スタックにおいて、
前記セル積層体は、前記複数の発電セルと前記第２エンドユニットとの間に、非発電体であるダミーセルを有し、
前記排水通路は、前記ダミーセルに設けられることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の燃料電池スタックにおいて、
前記管体は、前記ガス供給流路の一部に狭窄領域を形成するように設けられることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項に記載の燃料電池スタックにおいて、
前記ガス供給流路を形成する前記セル積層体の前記所定方向に沿った流路内壁面の周方向の第１領域には、前記ガス流路と連通する連通口が設けられ、
前記管体は、前記第１領域とは異なる前記流路内壁面の周方向の第２領域に配置されることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項６】
請求項１から３のいずれか１項に記載の燃料電池スタックにおいて、
一端部から他端部にかけて前記ガス供給流路に連通する外部流路を形成するとともに、前記他端部が前記第１エンドユニットの前記供給口に連通するように前記第１エンドユニットに接続された配管をさらに備え、
前記配管は、前記一端部に、前記所定方向に直交する方向に面して開口が設けられるように構成されることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項７】
請求項１から３のいずれか１項に記載の燃料電池スタックにおいて、
前記供給口の周面は、前記管体の前記第１開口にかけて前記所定方向に平坦に延在する平坦面を有することを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項８】
請求項１から３のいずれか１項に記載の燃料電池スタックにおいて、
前記第１エンドユニットは、前記管体の前記所定方向の一端部を支持する第１支持部を有し、
前記第２エンドユニットは、前記管体の前記所定方向の他端部を支持する第２支持部を有することを特徴とする燃料電池スタック。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池スタックに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、より多くの人が手ごろで信頼でき、持続可能かつ先進的なエネルギへのアクセスを確保できるようにするため、エネルギの効率化に貢献する燃料電池に関する技術開発が行われている。この種の燃料電池に関する技術として、従来、燃料電池スタックに燃料ガスを供給する流路に、燃料ガスを旋回するための撹拌ミキサーを設け、燃料電池セルの入口付近における水などの不純物の集中を抑制するようにした燃料電池システムが知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－１４５４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１記載の燃料電池システムのように、燃料電池スタックに燃料ガスを供給する流路に撹拌ミキサーを設けると、流路の圧力損失が上昇し、燃料ガスのスムーズな流れが妨げられる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様である燃料電池スタックは、所定方向に積層された複数の発電セルを有し、反応ガスが供給されるガス供給流路および反応ガスが排出されるガス排出流路がそれぞれ所定方向に沿って延設されるとともに、ガス供給流路とガス排出流路とを連通するガス流路が設けられたセル積層体と、セル積層体の所定方向の一方に配置され、ガス供給流路に連通する供給口およびガス排出流路に連通する排出口が設けられた第１エンドユニットと、セル積層体の所定方向の他方に配置された第２エンドユニットと、ガス供給流路に配置され、所定方向に延在して所定方向の一方における一端側および所定方向の他方における他端側に、ガス供給流路の上流側および下流側に連通する第１開口および第２開口がそれぞれ設けられた管体と、を備える。複数の発電セルが配置されたセル積層体の発電領域よりも所定方向の他方における非発電領域に、第２開口から流出した液水をガス排出流路に導く排水通路が設けられる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、反応ガスのスムーズな流れを確保しつつ、発電セルを経ずに液水を良好に排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明の実施形態に係る燃料電池スタックの全体構成を概略的に示す斜視図。
図１の燃料電池スタックに含まれる電極アッセンブリの概略構成を示す斜視図。
燃料ガス供給流路に沿った燃料電池スタックの要部構成を示す断面図。
前支持部の構成を示す図３の要部拡大図。
図４Ａの矢視IVB図。
後支持部の構成を示す図３の要部拡大図。
図５Ａの矢視VB図。
図２の電極アッセンブリを構成するフレームの要部拡大図。
図３の燃料ガス供給流路における燃料ガスおよび液水の流れを模式的に示す図。
図７の変形例を示す図。
エンドユニットに設けられるガス供給流路の貫通孔の変形例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図１～図９を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態に係る燃料電池スタックは、燃料電池の主たる構成要素である。燃料電池は、例えば車両に搭載され、車両駆動用の電力を発生することができる。まず、燃料電池スタックの全体構成を概略的に説明する。
【０００９】
図１は、本実施形態に係る燃料電池スタック１００の全体構成を概略的に示す斜視図である。以下では、便宜上、図示のように互いに直交する三軸方向を、前後方向、左右方向および上下方向と定義し、この定義に従い各部の構成を説明する。上下方向の下方は例えば重力方向に相当する。前後方向は、燃料電池スタック１００の積層方向に相当する。前後方向および左右方向は、車両の前後方向および左右方向と同一であるとは限らない。例えば図１の前後方向は、車両の前後方向であってもよく、左右方向であってもよい。
【００１０】
図１に示すように、燃料電池スタック１００は、複数の発電セル１を前後方向に積層して構成されたセル積層体１０１と、セル積層体１０１の前後両端部に配置されたエンドユニット１０２と、を有し、全体が略直方体形状を呈する。図示は省略するが、セル積層体１０１の周囲は、略直方体形状のケースによって覆われる。セル積層体１０１の左右方向の長さは、上下方向の長さよりも長い。図１には、便宜上、単一の発電セル１が示される。
（【００１１】以降は省略されています）

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