JPS6129077A - 燃料電池の冷却装置 - Google Patents
燃料電池の冷却装置Info
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- JPS6129077A JPS6129077A JP14995184A JP14995184A JPS6129077A JP S6129077 A JPS6129077 A JP S6129077A JP 14995184 A JP14995184 A JP 14995184A JP 14995184 A JP14995184 A JP 14995184A JP S6129077 A JPS6129077 A JP S6129077A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/2484—Details of groupings of fuel cells characterised by external manifolds
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/2484—Details of groupings of fuel cells characterised by external manifolds
- H01M8/2485—Arrangements for sealing external manifolds; Arrangements for mounting external manifolds around a stack
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
この発明は気体冷却式燃料電池、特に冷却専用気体が入
口側マニホルドの下方より電池スタック積重方向圧圧送
される方式の冷却装置に関するものである。
口側マニホルドの下方より電池スタック積重方向圧圧送
される方式の冷却装置に関するものである。
（ロ）従来の技術
燃料電池は反応熱により昇温するので１８０℃前後の作
動温度に維持するには冷却を必要とする。
動温度に維持するには冷却を必要とする。
冷却気体の供給方法として電池スタック積重面に向って
供給する方法と、電池スタック積重面に沿って供給する
方法とがある。しかし前者は入口ダクトが横方向に突出
すると共にスタック高が大きくなるにつれて入口側マニ
ホルドの厚み寸法本大きくかり、特に複数基のスタック
に対する冷却気体経路を共通化する場合スペース的に不
利である。−劣後者は入口ダクトがマニホルド下面に形
成できると共にマニホルドの厚み寸法も小さくなるとい
う利点があるけれどもスタック高さの増大につれて冷却
気体を均一に分配することがむつかしく、電池スタック
の上下で温度のバラツキが生じて電池特性を劣化させる
原因に力る々どの問題があった。
供給する方法と、電池スタック積重面に沿って供給する
方法とがある。しかし前者は入口ダクトが横方向に突出
すると共にスタック高が大きくなるにつれて入口側マニ
ホルドの厚み寸法本大きくかり、特に複数基のスタック
に対する冷却気体経路を共通化する場合スペース的に不
利である。−劣後者は入口ダクトがマニホルド下面に形
成できると共にマニホルドの厚み寸法も小さくなるとい
う利点があるけれどもスタック高さの増大につれて冷却
気体を均一に分配することがむつかしく、電池スタック
の上下で温度のバラツキが生じて電池特性を劣化させる
原因に力る々どの問題があった。
ＣＩ 発明が解決しようとする問題点この発明は電池
スタック積重面に沿って供給される冷却気体をスタック
上下に亘り冷却通路に均一に配分してスタック温度の均
一化を図ることである。
スタック積重面に沿って供給される冷却気体をスタック
上下に亘り冷却通路に均一に配分してスタック温度の均
一化を図ることである。
に）問題点を解決するための手段
この発明は電池スタックの冷却通路が開口する周面に堰
付けた入口側マニホルドが、下方より上方に向い厚みの
縮小する形状であり且その下面に冷却気体の圧送ダクト
を連結し、前記ダクト内を各分割路の風量が均一と々る
よう複数の整流板で分割すると共に前記マニホルド内を
前記各整流板に連繋された分配板で区分して前記スタッ
クを均等に分けるサブスタック毎に冷却気体を分流せし
めた本のである。
付けた入口側マニホルドが、下方より上方に向い厚みの
縮小する形状であり且その下面に冷却気体の圧送ダクト
を連結し、前記ダクト内を各分割路の風量が均一と々る
よう複数の整流板で分割すると共に前記マニホルド内を
前記各整流板に連繋された分配板で区分して前記スタッ
クを均等に分けるサブスタック毎に冷却気体を分流せし
めた本のである。
（ホ）作用
この発明によればプロワにより圧送された冷却空気は、
整流板と分配板によって各サブスタックに均等に配分さ
れて冷却通路に導入されるため、スタック高さが大きく
々つてもスタック上下に亘る温度を均一化するととがで
きる。
整流板と分配板によって各サブスタックに均等に配分さ
れて冷却通路に導入されるため、スタック高さが大きく
々つてもスタック上下に亘る温度を均一化するととがで
きる。
（へ）実施例
この発明の実施例を図について説明する。
電池スタックｉｌｌは、学位セル（２）とガス分離板（
３）とを交互に多数積重して数単位セル毎に冷却板（４
）を介在させ、抑圧片（５）と連杆（６）とよりなる締
付部材により上下端板ｉ７） ［７１間で締付けられる
。電池スタック（１）の一方の対向周面には、冷却板の
冷却通路（８）が開口し、他方の対向周面には、水素ガ
ス通路の出入口（９）と反応空気通路の出入口（１０）
が開口している。
３）とを交互に多数積重して数単位セル毎に冷却板（４
）を介在させ、抑圧片（５）と連杆（６）とよりなる締
付部材により上下端板ｉ７） ［７１間で締付けられる
。電池スタック（１）の一方の対向周面には、冷却板の
冷却通路（８）が開口し、他方の対向周面には、水素ガ
ス通路の出入口（９）と反応空気通路の出入口（１０）
が開口している。
電池スタックｆｔ）の各周面には枠状シール材（ｌｌ）
を介して剛性枠体ｆ＋２０ａｌを当接し、互に隣接する
剛性枠体間は、その一方に溶接した保合片Ｈと他方に植
設したポルＨ１９とを係合すると共に各ポル）（ｆｌｉ
ｔにスプリング０橢を介してナツト０ηを螺合し、これ
ら４つの枠体Ｈ（＋１相互間を弾性的に連繋することに
より電池スタック（１）が外周より締付けられる。
を介して剛性枠体ｆ＋２０ａｌを当接し、互に隣接する
剛性枠体間は、その一方に溶接した保合片Ｈと他方に植
設したポルＨ１９とを係合すると共に各ポル）（ｆｌｉ
ｔにスプリング０橢を介してナツト０ηを螺合し、これ
ら４つの枠体Ｈ（＋１相互間を弾性的に連繋することに
より電池スタック（１）が外周より締付けられる。
尚一方の剛性枠体０乃には水素ガスと反応空気の各流通
面に区分する仕切体（図示せず）を有し、この仕切体は
枠状シール材（ｌｌ）と一体の遮敏シール部を介してス
タック面に圧接している。この仕切体を有する剛性枠体
（１ηには、第２のシール材ＱＩＩＧを介して水素ガス
と反応空気の各マニホルドよりなる複合マニホルドＯ（
至）がビス翰で締付固定される。
面に区分する仕切体（図示せず）を有し、この仕切体は
枠状シール材（ｌｌ）と一体の遮敏シール部を介してス
タック面に圧接している。この仕切体を有する剛性枠体
（１ηには、第２のシール材ＱＩＩＧを介して水素ガス
と反応空気の各マニホルドよりなる複合マニホルドＯ（
至）がビス翰で締付固定される。
冷却気体マニホルド″（２１１（２１）も前記複合マニ
ホルド四と同様第２のシール材Ｈを介して剛性枠体α（
支）にビス翰で締付固定される。入口側の冷却気体マニ
ホルド（２１）は、下方よね上方に向って厚み寸法が縮
小する形状であって、その下面の連通口には第３図に示
すようにプロワ（２りの圧送ダクト瞥が連結されている
。このダクト（財）のプロワ吐出口より離れた部分は整
流根因）で分割された各通路の風量が等しくなるよう構
成される。
ホルド四と同様第２のシール材Ｈを介して剛性枠体α（
支）にビス翰で締付固定される。入口側の冷却気体マニ
ホルド（２１）は、下方よね上方に向って厚み寸法が縮
小する形状であって、その下面の連通口には第３図に示
すようにプロワ（２りの圧送ダクト瞥が連結されている
。このダクト（財）のプロワ吐出口より離れた部分は整
流根因）で分割された各通路の風量が等しくなるよう構
成される。
一方入口側マニホル）’Ｉ’２１）内は前記各整流根伐
４）と連繋された分配板（２均により区分され、スタッ
クｍを均等に分ける４つのサブスタック毎に冷却空気を
配分して各冷却通路（８）に分流させる。
４）と連繋された分配板（２均により区分され、スタッ
クｍを均等に分ける４つのサブスタック毎に冷却空気を
配分して各冷却通路（８）に分流させる。
各冷却通路（８）を貫流してスタックｍより出る高温の
冷却空気は、出口側マニホル）’（２１＋より排出ダク
ト（イ）を経て再びプロワ（２２に還流するが、その間
に高温冷却気体が熱交換器（図示せず）で冷却される。
冷却空気は、出口側マニホル）’（２１＋より排出ダク
ト（イ）を経て再びプロワ（２２に還流するが、その間
に高温冷却気体が熱交換器（図示せず）で冷却される。
この出口側マニホルド（２１）及び排気ダクＨａ）け夫
々前記のようガ分配板（２４）及び整流板ａ５）を必要
としない。
々前記のようガ分配板（２４）及び整流板ａ５）を必要
としない。
第３図け３００セルスタツクの場合を示し、分配板（２
鴎で４つに区分された各サブスタックけ７５の単位セル
（２）と１４の冷却板（４）を含んでいる。
鴎で４つに区分された各サブスタックけ７５の単位セル
（２）と１４の冷却板（４）を含んでいる。
第４図はこの３００セルスタツクについて上下計５６の
冷却通路（８）における風速分布を示す特性図で、１つ
おきの冷却通路Ｎａ １〜階２８の入口側と出口側の差
圧（＋印点間）を測定して通路断面積より各風速を算出
した。同様に第５図に示す縦来方式の入口側マニホルド
を用いて風速分布を測定した結果が第６図の特性図に示
されている。
冷却通路（８）における風速分布を示す特性図で、１つ
おきの冷却通路Ｎａ １〜階２８の入口側と出口側の差
圧（＋印点間）を測定して通路断面積より各風速を算出
した。同様に第５図に示す縦来方式の入口側マニホルド
を用いて風速分布を測定した結果が第６図の特性図に示
されている。
これらの特性図の比較から明らかなように、本発明装置
によってスタック上下に亘る冷却通路の風速分布が著し
く改善されることがわかる。
によってスタック上下に亘る冷却通路の風速分布が著し
く改善されることがわかる。
以上の実施例は電池スタック＋１）を外周よ抄締付ける
剛性枠体０１１に各マニホルドを取付けた場合について
説明したが、通常の如く電池スタック［１）に直接マニ
ホルドを取付けてもよい。との場合入ロ側マニホルド噛
１）内を区分する各分配板（社）の先端が、スタック面
に絶縁間隔を存して対向する状態となることは、剛性枠
体を介して取付けた場合と同様である。
剛性枠体０１１に各マニホルドを取付けた場合について
説明したが、通常の如く電池スタック［１）に直接マニ
ホルドを取付けてもよい。との場合入ロ側マニホルド噛
１）内を区分する各分配板（社）の先端が、スタック面
に絶縁間隔を存して対向する状態となることは、剛性枠
体を介して取付けた場合と同様である。
（ト）効果
本発明によればブロワで圧送された冷却気体は、ダクト
内を分割する整流板で各分割通路の風量を予め均一化し
、ついで下方より上方に向って厚みが縮小する入口側マ
ニホルドの下面より送り込まれるが、このマニホルド内
は前記整流板に連繋する分配板で区分されスタックを均
等に分けるサブスタック毎に冷却気体が分流するように
したので、前記特性図のようにスタック上下に亘って各
冷却通路の風速分布が著しく改善され、特にスタック高
さが大きくなるほど有利となる。従ってスタック温度を
上下に亘り均一化して電池特性を向上することができる
。
内を分割する整流板で各分割通路の風量を予め均一化し
、ついで下方より上方に向って厚みが縮小する入口側マ
ニホルドの下面より送り込まれるが、このマニホルド内
は前記整流板に連繋する分配板で区分されスタックを均
等に分けるサブスタック毎に冷却気体が分流するように
したので、前記特性図のようにスタック上下に亘って各
冷却通路の風速分布が著しく改善され、特にスタック高
さが大きくなるほど有利となる。従ってスタック温度を
上下に亘り均一化して電池特性を向上することができる
。
第１図は本発明装置を備える電池の平面図、第２図は同
上の要部分解による斜面図、第３図は３００セルスタツ
クに本発明装置を採用１７た場合の縦断面図、第５図は
本発明装置を備え力い場合の縦断面図、第４図及び第６
図は、夫々第３図の本発明品及び第５図の従来品につい
てスタック上下に亘る冷却通路の風速分布を比較して示
す特性図である。 １：電池スタック、２：単位セル、３：ガス分離板、４
：冷却板、８；冷却通路、１２１１３ ：剛性枠体、２
１，２１：冷却気体の入口側及び出口側合マニホルド、
２２ニブ冒ワ、２３：圧送ダクト、２４：整流板、２５
：分配板。
上の要部分解による斜面図、第３図は３００セルスタツ
クに本発明装置を採用１７た場合の縦断面図、第５図は
本発明装置を備え力い場合の縦断面図、第４図及び第６
図は、夫々第３図の本発明品及び第５図の従来品につい
てスタック上下に亘る冷却通路の風速分布を比較して示
す特性図である。 １：電池スタック、２：単位セル、３：ガス分離板、４
：冷却板、８；冷却通路、１２１１３ ：剛性枠体、２
１，２１：冷却気体の入口側及び出口側合マニホルド、
２２ニブ冒ワ、２３：圧送ダクト、２４：整流板、２５
：分配板。
Claims (1)
- 単位セルとガス分離板とを交互に多数積重し数単位セル
毎に冷却通路を有する冷却板を介在させてなる電池スタ
ックであって、前記冷却通路が開口する前記スタックの
周面に装着された入口側の冷却気体マニホルドが、下方
より上方に向って縮小する形状であり且その下面に冷却
気体の圧送ダクトを連結し、前記ダクト内を各分割路の
風量が均一となるよう複数の整流板で分割すると共に前
記マニホルド内を前記整流板に連繋された分配板により
区分して、前記スタックを均等に分けたサブスタック毎
に冷却気体を分流せしめたことを特徴とする燃料電池の
冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14995184A JPS6129077A (ja) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | 燃料電池の冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14995184A JPS6129077A (ja) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | 燃料電池の冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6129077A true JPS6129077A (ja) | 1986-02-08 |
Family
ID=15486148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14995184A Pending JPS6129077A (ja) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | 燃料電池の冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6129077A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006100156A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 電源装置 |
| JP2007042637A (ja) * | 2005-07-29 | 2007-02-15 | Samsung Sdi Co Ltd | 電池モジュール |
| JP2007234367A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 車両用の電源装置 |
| JP2010073479A (ja) * | 2008-09-18 | 2010-04-02 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| CN102334227A (zh) * | 2009-02-27 | 2012-01-25 | 株式会社Lg化学 | 具有改善的冷却剂流量分布均匀性的中大型电池组壳体 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57130380A (en) * | 1981-02-04 | 1982-08-12 | Hitachi Ltd | Fuel cell |
| JPS58201266A (ja) * | 1982-05-20 | 1983-11-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 空冷式燃料電池 |
-
1984
- 1984-07-19 JP JP14995184A patent/JPS6129077A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57130380A (en) * | 1981-02-04 | 1982-08-12 | Hitachi Ltd | Fuel cell |
| JPS58201266A (ja) * | 1982-05-20 | 1983-11-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 空冷式燃料電池 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US8003245B2 (en) | 2005-07-29 | 2011-08-23 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Battery module having improved cooling efficiency |
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| EP2403049A4 (en) * | 2009-02-27 | 2014-03-05 | Lg Chemical Ltd | HOUSING FOR MEDIUM SIZED OR BIG BATTERY PACKS WITH IMPROVED DISTRIBUTION EQUIVALENCY OF COOLANT CIRCUIT |
| US8951655B2 (en) | 2009-02-27 | 2015-02-10 | Lg Chem, Ltd. | Middle or large-sized battery pack case providing improved distribution uniformity in coolant flux |
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