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JP6950332B2 - How to assemble the cell monitor connector - Google Patents

How to assemble the cell monitor connector Download PDF

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JP6950332B2 JP2017146491A JP2017146491A JP6950332B2 JP 6950332 B2 JP6950332 B2 JP 6950332B2 JP 2017146491 A JP2017146491 A JP 2017146491A JP 2017146491 A JP2017146491 A JP 2017146491A JP 6950332 B2 JP6950332 B2 JP 6950332B2
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Description

本発明は、燃料電池におけるセル電圧を検出・監視するためのセルモニタコネクタの組付方法に関する。 The present invention relates to a method of assembling a cell monitor connector for detecting and monitoring a cell voltage in a fuel cell.

例えば、固体高分子型燃料電池のセル(燃料電池セルや単セル、単電池ということもある)は、イオン透過性の電解質膜と、該電解質膜を挟持するアノード側触媒層(電極層)およびカソード側触媒層(電極層)とからなる膜電極接合体(MEA:Membrane Electrode Assembly)を備えている。MEAの両側には、燃料ガスもしくは酸化剤ガスを提供するとともに電気化学反応によって生じた電気を集電するためのガス拡散層(GDL:Gas Diffusion Layer)が形成されている。GDLが両側に配置されたMEAは、MEGA(Membrane Electrode & Gas Diffusion Layer Assembly)と称され、MEGAは、一対のセパレータにより挟持されている。ここで、MEGAが燃料電池の発電部であり、ガス拡散層がない場合には、MEAが燃料電池の発電部となる。 For example, a cell of a solid polymer fuel cell (sometimes referred to as a fuel cell, a single cell, or a single cell) includes an ion-permeable electrolyte membrane, an anode-side catalyst layer (electrode layer) sandwiching the electrolyte membrane, and an electrode layer. A membrane electrode assembly (MEA) composed of a cathode side catalyst layer (electrode layer) is provided. Gas diffusion layers (GDL) are formed on both sides of the MEA to provide fuel gas or oxidant gas and to collect electricity generated by an electrochemical reaction. MEA in which GDL is arranged on both sides is called MEGA (Membrane Electrode & Gas Diffusion Layer Assembly), and MEGA is sandwiched by a pair of separators. Here, MEGA is the power generation unit of the fuel cell, and when there is no gas diffusion layer, MEA is the power generation unit of the fuel cell.

燃料電池(燃料電池スタックということもある)は、前記した如くの構成を有するセルを複数枚重ね合わせて(積層して)構成される。 A fuel cell (sometimes referred to as a fuel cell stack) is constructed by stacking (stacking) a plurality of cells having the above-described configuration.

燃料電池において、積層した各セルの発電状態を監視するために、セル電圧を測定することが知られている。一般に、セル電圧を測定する場合、燃料電池スタック組付工程にて、各セルのセパレータに設けられた検出端子に、セル電圧監視装置に接続されたセル電圧監視用のセルモニタコネクタ(以下、単に「コネクタ」という)を組み付ける。 In a fuel cell, it is known to measure a cell voltage in order to monitor the power generation state of each stacked cell. Generally, when measuring the cell voltage, in the fuel cell stack assembly process, a cell monitor connector for cell voltage monitoring (hereinafter, simply referred to as simply) connected to the cell voltage monitoring device is connected to the detection terminal provided on the separator of each cell. Assemble the "connector").

従来の燃料電池におけるコネクタの組付方法としては、次のような方法が知られている。すなわち、図3に示すように、まず、燃料電池スタックを構成するセルを所定間隔(例えば、約2mmピッチ)で複数枚積層させて燃料電池スタック前駆体(燃料電池スタックの基となる積層体)を形成する(セル積層工程)。次いで、その燃料電池スタック前駆体を積層方向に加圧し、各セルのガス拡散層を圧縮変形させて、各セル間の間隔を(例えば、約2mmピッチから約1mmピッチまで)狭める(加圧工程)。次に、加圧されて保持された燃料電池スタック前駆体をスタックケースに挿入して締結する(挿入・締結工程)。そして、前記した加圧工程および挿入・締結工程後の各セルのセパレータに設けられた検出端子間に、前記したセル電圧監視用のコネクタを挿入して接続させる(コネクタ組付工程)。 The following methods are known as a method for assembling a connector in a conventional fuel cell. That is, as shown in FIG. 3, first, a plurality of cells constituting the fuel cell stack are laminated at predetermined intervals (for example, about 2 mm pitch) to form a fuel cell stack precursor (a laminate that is a base of the fuel cell stack). (Cell stacking process). The fuel cell stack precursor is then pressurized in the stacking direction, compressing and deforming the gas diffusion layer of each cell to narrow the spacing between the cells (eg, from about 2 mm pitch to about 1 mm pitch) (pressurization step). ). Next, the fuel cell stack precursor pressed and held is inserted into the stack case and fastened (insertion / fastening step). Then, the connector for cell voltage monitoring is inserted and connected between the detection terminals provided on the separator of each cell after the pressurization step and the insertion / fastening step (connector assembly step).

しかしながら、上記従来の組付方法では、コネクタ組付工程において、隣り合うセル間(つまり、隣り合うセルのセパレータに設けられた検出端子間)の間隔が狭く(例えば、約1mm)、コネクタの組付に時間を要するとともに、誤組が発生する可能性があった。 However, in the above-mentioned conventional assembling method, in the connector assembling step, the distance between adjacent cells (that is, between the detection terminals provided on the separators of adjacent cells) is narrow (for example, about 1 mm), and the connector is assembled. It took time to attach, and there was a possibility of misassembly.

このような問題に対し、特許文献1では、コネクタを検出端子に組み付ける作業性等を向上すべく、セル電圧を検出するための検出端子が設けられた燃料電池セルを複数積層する段階と、前記セル電圧を測定するためのコネクタを隣接する前記検出端子間に挿入する段階と、前記積層された複数のセルを積層方向に押圧し、前記検出端子と前記コネクタとを接続する段階と、を有する方法が提案されている。 In response to such a problem, in Patent Document 1, in order to improve the workability of assembling the connector to the detection terminal, a step of stacking a plurality of fuel cell cells provided with a detection terminal for detecting the cell voltage and the above-mentioned step. It has a step of inserting a connector for measuring a cell voltage between adjacent detection terminals and a step of pressing the stacked cells in a stacking direction to connect the detection terminal and the connector. A method has been proposed.

すなわち、特許文献1に所載の技術では、隣り合うセル間の間隔が広いセル積層工程後、かつ、加圧工程前に、隣り合う検出端子間にコネクタを挿入することによって、セルピッチの影響を受けずにコネクタを組み付けられるとともに、加圧と同時にコネクタが検出端子に接続されるので、作業時間の短縮を図ることができる。 That is, in the technique described in Patent Document 1, the influence of the cell pitch is affected by inserting the connector between the adjacent detection terminals after the cell laminating step in which the distance between the adjacent cells is wide and before the pressurizing step. Since the connector can be assembled without receiving it and the connector is connected to the detection terminal at the same time as pressurization, the working time can be shortened.

特開2009−187677号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-187677

しかしながら、上記特許文献1に所載の技術では、検出端子の中央部に穴が設けられ、コネクタに、検出端子の穴と嵌合する凸状のコネクタ端子が設けられ、検出端子とコネクタとを接続する段階(加圧工程)で、検出端子の穴とコネクタ端子とが嵌合して接続するようになっているものの、加圧工程で加圧してコネクタが変形した際に、局所的に応力が発生して破断し、その際に隣接するセル間で短絡する可能性があった。 However, in the technique described in Patent Document 1, a hole is provided in the central portion of the detection terminal, and the connector is provided with a convex connector terminal that fits with the hole of the detection terminal, so that the detection terminal and the connector can be connected to each other. At the connection stage (pressurization process), the hole of the detection terminal and the connector terminal are fitted and connected, but when the connector is deformed by pressurization in the pressurization process, local stress is applied. Could occur and break, resulting in a short circuit between adjacent cells.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、加圧工程で加圧した際のコネクタの局所的な応力の発生、および、それに伴うコネクタの破断を抑制し、セル間の短絡を抑止することのできるセルモニタコネクタの組付方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to suppress the generation of local stress of the connector when pressurized in the pressurizing step and the accompanying breakage of the connector. It is an object of the present invention to provide a method for assembling a cell monitor connector capable of suppressing a short circuit between cells.

前記課題を解決すべく、本発明によるセルモニタコネクタの組付方法は、燃料電池スタックにおける燃料電池セルのセル電圧を監視するためのセルモニタコネクタの組付方法であって、燃料電池セルを所定間隔で複数枚積層させた燃料電池スタック前駆体における前記燃料電池セル間に、片面に凹部が形成されたセルモニタコネクタを配置した後、前記燃料電池スタック前駆体に積層方向に荷重を付与し、前記燃料電池セル間の間隔を狭めて締結して、前記燃料電池スタックを形成することを特徴としている。 In order to solve the above problems, the cell monitor connector assembling method according to the present invention is a cell monitor connector assembling method for monitoring the cell voltage of the fuel cell in the fuel cell stack, and the fuel cell is defined. After arranging a cell monitor connector having a recess formed on one side between the fuel cell cells in the fuel cell stack precursor in which a plurality of sheets are laminated at intervals, a load is applied to the fuel cell stack precursor in the stacking direction. It is characterized in that the fuel cell stack is formed by fastening the fuel cell cells with a narrow space between them.

本発明によれば、燃料電池スタック前駆体に積層方向に荷重を付与した際(加圧工程)に、コネクタの変形が当該コネクタの片面に形成された凹部に吸収されるので、コネクタの局所的な応力の発生、および、それに伴うコネクタの破断を抑制でき、セル間の短絡を抑止することができる。 According to the present invention, when a load is applied to the fuel cell stack precursor in the stacking direction (pressurization step), the deformation of the connector is absorbed by the recess formed on one side of the connector, so that the connector is locally localized. It is possible to suppress the generation of various stresses and the accompanying breakage of the connector, and to prevent short circuits between cells.

燃料電池スタックの要部断面図である。It is sectional drawing of the main part of a fuel cell stack. 本発明によるセルモニタコネクタの組付方法を適用した燃料電池スタックの製造工程の概略を示すフロー図である。It is a flow chart which shows the outline of the manufacturing process of the fuel cell stack to which the assembling method of the cell monitor connector by this invention is applied. 従来のセルモニタコネクタの組付方法を適用した燃料電池スタックの製造工程の概略を示すフロー図である。It is a flow chart which shows the outline of the manufacturing process of the fuel cell stack to which the conventional cell monitor connector assembling method is applied.

以下、本発明の構成を図面に示す実施形態の一例に基づいて詳細に説明する。以下では、一例として、燃料電池車に搭載される燃料電池またはこれを含む燃料電池システムに本発明を適用した場合を例示して説明するが、適用範囲がこのような例に限られることはない。 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail based on an example of an embodiment shown in the drawings. In the following, as an example, a case where the present invention is applied to a fuel cell mounted on a fuel cell vehicle or a fuel cell system including the present invention will be described as an example, but the scope of application is not limited to such an example. ..

[燃料電池スタックの構成]
まず、図1を参照して、本発明によるセルモニタコネクタの組付方法の適用対象となる燃料電池スタック(燃料電池)として固体高分子型燃料電池を例にとってその構成を概説する。
[Fuel cell stack configuration]
First, with reference to FIG. 1, the configuration of a polymer electrolyte fuel cell as an example of a fuel cell stack (fuel cell) to which the method for assembling a cell monitor connector according to the present invention is applied will be outlined.

図1は、燃料電池スタック(燃料電池)10の要部を断面視した図である。図1に示すように、燃料電池スタック10には、基本単位であるセル(単電池)1が複数積層されている(セル積層体9)。各セル1は、酸化剤ガス(例えば空気)と、燃料ガス(例えば水素)と、の電気化学反応により起電力を発生する固体高分子型燃料電池である。セル1は、MEGA2と、MEGA2を区画するように、MEGA2に接触するセパレータ(燃料電池用セパレータ)3とを備えている。なお、本実施形態では、MEGA2は、一対のセパレータ3、3により、挟持されている。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of the fuel cell stack (fuel cell) 10. As shown in FIG. 1, a plurality of cells (cells) 1 which are basic units are laminated on the fuel cell stack 10 (cell laminated body 9). Each cell 1 is a solid polymer fuel cell that generates an electromotive force by an electrochemical reaction between an oxidant gas (for example, air) and a fuel gas (for example, hydrogen). The cell 1 includes a MEGA 2 and a separator (fuel cell separator) 3 that contacts the MEGA 2 so as to partition the MEGA 2. In this embodiment, MEGA2 is sandwiched by a pair of separators 3 and 3.

MEGA2は、膜電極接合体(MEA)4と、この両面に配置されたガス拡散層7、7とが、一体化されたものである。膜電極接合体4は、電解質膜5と、電解質膜5を挟むように接合された一対の電極6、6と、からなる。電解質膜5は、固体高分子材料で形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜からなり、電極6は、たとえば、白金などの触媒を担持した例えば多孔質のカーボン素材により形成される。電解質膜5の一方側に配置された電極6がアノードとなり、他方側の電極6がカソードとなる。ガス拡散層7は、例えばカーボンペーパ若しくはカーボンクロス等のカーボン多孔質体、または、金属メッシュ若しくは発泡金属等の金属多孔質体などのガス透過性を有する導電性部材によって形成される。 MEGA2 is a combination of a membrane electrode assembly (MEA) 4 and gas diffusion layers 7 and 7 arranged on both sides thereof. The membrane electrode assembly 4 is composed of an electrolyte membrane 5 and a pair of electrodes 6 and 6 bonded so as to sandwich the electrolyte membrane 5. The electrolyte membrane 5 is made of a proton-conducting ion exchange membrane made of a solid polymer material, and the electrode 6 is made of, for example, a porous carbon material carrying a catalyst such as platinum. The electrode 6 arranged on one side of the electrolyte membrane 5 serves as an anode, and the electrode 6 on the other side serves as a cathode. The gas diffusion layer 7 is formed of a gas-permeable conductive member such as a carbon porous body such as carbon paper or carbon cloth, or a metal porous body such as a metal mesh or foamed metal.

本実施形態では、MEGA2が、燃料電池10の発電部であり、セパレータ3は、MEGA2のガス拡散層7に接触している。また、ガス拡散層7が省略されている場合には、膜電極接合体4が発電部であり、この場合には、セパレータ3は、膜電極接合体4に接触している。したがって、燃料電池10の発電部は、膜電極接合体4を含むものであり、セパレータ3に接触する。 In the present embodiment, the MEGA 2 is the power generation unit of the fuel cell 10, and the separator 3 is in contact with the gas diffusion layer 7 of the MEGA 2. When the gas diffusion layer 7 is omitted, the membrane electrode assembly 4 is the power generation unit, and in this case, the separator 3 is in contact with the membrane electrode assembly 4. Therefore, the power generation unit of the fuel cell 10 includes the membrane electrode assembly 4 and comes into contact with the separator 3.

セパレータ3は、導電性やガス不透過性などに優れた金属を基材とする板状の部材であって、その一面側がMEGA2のガス拡散層7と当接し、他面側が隣接する他のセパレータ3の他面側と当接している。 The separator 3 is a plate-shaped member whose base material is a metal having excellent conductivity and gas impermeableness, and one side thereof is in contact with the gas diffusion layer 7 of MEGA2, and the other side is adjacent to another separator. It is in contact with the other surface side of 3.

本実施形態では、各セパレータ3は、波形状ないし凹凸状に形成されている。セパレータ3の形状は、波の形状が等脚台形をなし、かつ波の頂部が平坦で、この頂部の両端が等しい角度をなして角張っている。つまり、各セパレータ3は、表側から見ても裏側から見ても、ほぼ同じ形状である。MEGA2の一方のガス拡散層7には、セパレータ3の頂部が面接触し、MEGA2の他方のガス拡散層7には、セパレータ3の頂部が面接触している。 In the present embodiment, each separator 3 is formed in a wavy or uneven shape. The shape of the separator 3 is such that the shape of the wave is an isosceles trapezoid, the top of the wave is flat, and both ends of the top are angular at equal angles. That is, each separator 3 has substantially the same shape when viewed from the front side and the back side. The top of the separator 3 is in surface contact with one gas diffusion layer 7 of MEGA2, and the top of the separator 3 is in surface contact with the other gas diffusion layer 7 of MEGA2.

一方の電極(すなわちアノード)6側のガス拡散層7とセパレータ3との間に画成されるガス流路21は、燃料ガスが流通する流路であり、他方の電極(すなわちカソード)6側のガス拡散層7とセパレータ3との間に画成されるガス流路22は、酸化剤ガスが流通する流路である。セル1を介して対向する一方のガス流路21に燃料ガスが供給され、ガス流路22に酸化剤ガスが供給されると、セル1内で電気化学反応が生じて起電力が生じる。 The gas flow path 21 defined between the gas diffusion layer 7 on the one electrode (that is, the anode) 6 side and the separator 3 is a flow path through which the fuel gas flows, and the other electrode (that is, the cathode) 6 side. The gas flow path 22 defined between the gas diffusion layer 7 and the separator 3 is a flow path through which the oxidant gas flows. When the fuel gas is supplied to one of the gas flow paths 21 facing each other via the cell 1 and the oxidant gas is supplied to the gas flow path 22, an electrochemical reaction occurs in the cell 1 to generate an electromotive force.

さらに、あるセル1と、それに隣接するもうひとつのセル1とは、アノードとなる電極6とカソードとなる電極6とを向き合わせて配置されている。また、あるセル1のアノードとなる電極6に沿って配置されたセパレータ3の背面側の頂部と、もうひとつのセル1のカソードとなる電極6に沿って配置されたセパレータ3の背面側の頂部とが、面接触している。隣接する2つのセル1間で面接触するセパレータ3、3の間に画成される空間23には、セル1を冷却する冷媒としての水が流通する。 Further, one cell 1 and another cell 1 adjacent thereto are arranged so that the electrode 6 serving as an anode and the electrode 6 serving as a cathode face each other. Further, a top of the back side of the separator 3 arranged along the electrode 6 which is the anode of a certain cell 1 and a top of the back side of the separator 3 arranged along the electrode 6 which is the cathode of another cell 1. Are in surface contact with each other. Water as a refrigerant for cooling the cell 1 flows through the space 23 defined between the separators 3 and 3 which are in surface contact with each other between the two adjacent cells 1.

前記セル1を複数積層して構成したセル積層体9で構成される燃料電池スタック10は、例えば、スタックケース11(図1では図示省略、図2参照)に収容されるとともに、スタック両端(セル積層体9のセル積層方向両端)を一対のエンドプレート(図示省略)で挟まれ、さらにこれらエンドプレート同士を繋ぐようにテンションプレート(図示省略)からなる拘束部材が配置された状態で積層方向への荷重が付与されて締結される。セル積層体9等を積層状態で拘束するテンションプレートは、両エンドプレート間を架け渡すようにして設けられているもので、例えば一対が当該燃料電池スタック10の両側に対向するように配置される。テンションプレートは、各エンドプレートに接続され、セル積層体9の積層方向に所定の締結力(圧縮荷重)を作用させた状態を維持する。 The fuel cell stack 10 composed of the cell stack 9 formed by stacking a plurality of the cells 1 is housed in, for example, a stack case 11 (not shown in FIG. 1, see FIG. 2), and both ends of the stack (cells). Both ends of the cell stacking direction of the laminated body 9 are sandwiched between a pair of end plates (not shown), and a restraining member composed of a tension plate (not shown) is arranged so as to connect these end plates in the stacking direction. Is applied and fastened. The tension plate that restrains the cell laminate 9 and the like in a laminated state is provided so as to bridge the two end plates, and for example, a pair is arranged so as to face both sides of the fuel cell stack 10. .. The tension plate is connected to each end plate and maintains a state in which a predetermined fastening force (compressive load) is applied in the stacking direction of the cell laminate 9.

また、本実施形態では、前記燃料電池スタック10に、各セル1の電圧(セル電圧)を測定してその発電状態(例えば、発電中におけるセル電圧の変動など)を監視するためのコネクタ15(図1では図示省略、図2参照)が接続される。このコネクタ15は、例えば弾性材料で成形されるとともに、その片面に凹部16が形成されており、セル1を構成するセパレータ3の端部に設けられた検出端子(図1では図示省略、図2参照)に電気的に接続されている(後で詳述)。なお、前記セパレータ3の検出端子は、当該セパレータ3と別体として設けても良いし(例えば、上記特許文献1参照)、当該セパレータ3と一体として形成しても良い。 Further, in the present embodiment, the connector 15 (for example, a connector 15 (for example, fluctuation of the cell voltage during power generation) for measuring the voltage (cell voltage) of each cell 1 on the fuel cell stack 10 and monitoring the power generation state (for example, fluctuation of the cell voltage during power generation). In FIG. 1, not shown, see FIG. 2) are connected. The connector 15 is formed of, for example, an elastic material and has a recess 16 formed on one side thereof, and a detection terminal provided at an end of a separator 3 constituting the cell 1 (not shown in FIG. 1; FIG. 2). (See) is electrically connected (more on this later). The detection terminal of the separator 3 may be provided separately from the separator 3 (see, for example, Patent Document 1), or may be formed integrally with the separator 3.

[燃料電池スタックにおけるセルモニタコネクタの構成および組付方法]
次に、図2を参照して、燃料電池スタックの製造工程、特に、燃料電池スタックにおけるセルモニタコネクタの構成およびその組付工程を説明する。
[Configuration and assembly method of cell monitor connector in fuel cell stack]
Next, with reference to FIG. 2, the manufacturing process of the fuel cell stack, particularly the configuration of the cell monitor connector in the fuel cell stack and the assembling process thereof will be described.

図2は、本発明によるセルモニタコネクタの組付方法を適用した燃料電池スタックの製造工程の概略を示すフロー図である。 FIG. 2 is a flow chart showing an outline of a manufacturing process of a fuel cell stack to which the method of assembling a cell monitor connector according to the present invention is applied.

前記燃料電池スタック10の製造工程は、図2に示すように、主に、セル積層工程(S1)、コネクタ組付工程(S2)、加圧工程(S3)、挿入・締結工程(S4)を含んで構成される。 As shown in FIG. 2, the manufacturing process of the fuel cell stack 10 mainly includes a cell stacking process (S1), a connector assembling process (S2), a pressurizing process (S3), and an insertion / fastening process (S4). Consists of including.

まず、セル積層工程(S1)では、前記したセル1を所定間隔(例えば、約2mmピッチ)で複数枚積層して燃料電池スタック前駆体(燃料電池スタック10の基となる積層体)8を形成する。 First, in the cell stacking step (S1), a plurality of the above-mentioned cells 1 are laminated at predetermined intervals (for example, at a pitch of about 2 mm) to form a fuel cell stack precursor (stacked body which is a base of the fuel cell stack 10) 8. do.

次いで、コネクタ組付工程(S2)では、前記燃料電池スタック前駆体8における各セル1のセパレータ3に設けられた隣り合う検出端子1a間に、当該検出端子1aに対向する面のうちの片面に凹部16が形成されたコネクタ15を挿入して配置する。このコネクタ15は、例えば弾性材料で成形されるとともに、隣り合う検出端子1a間の幅(例えば、約2mm)と略同じ幅もしくはそれより若干小さい幅を有している。なお、コネクタ15に設けられる凹部16の数は図示例に限られるものではなく、1個でもよいし、複数個でもよい。コネクタ15に設けられる凹部16の個数や形状、位置等は、後述する加圧工程(S3)におけるコネクタ15の変形量等を考慮して決められる。 Next, in the connector assembling step (S2), between adjacent detection terminals 1a provided on the separator 3 of each cell 1 in the fuel cell stack precursor 8, on one side of the surfaces facing the detection terminals 1a. The connector 15 in which the recess 16 is formed is inserted and arranged. The connector 15 is formed of, for example, an elastic material, and has a width substantially the same as or slightly smaller than the width between adjacent detection terminals 1a (for example, about 2 mm). The number of recesses 16 provided in the connector 15 is not limited to the illustrated example, and may be one or a plurality. The number, shape, position, etc. of the recesses 16 provided in the connector 15 are determined in consideration of the amount of deformation of the connector 15 in the pressurizing step (S3) described later.

次に、加圧工程(S3)では、前記エンドプレートおよびテンションプレート等を利用して、前記燃料電池スタック前駆体8を(セル1の)積層方向に加圧(荷重を付与)し、各セル1のガス拡散層7、7を圧縮変形させて、各セル1間の間隔を(例えば、約2mmピッチから約1mmピッチまで)狭める。このとき、各セル1のセパレータ3に設けられた検出端子1a間の間隔も共に狭まるので、その間に配置されたコネクタ15が隣り合う検出端子1aにより挟圧(圧縮)変形されて保持され、前記コネクタ15と検出端子1aとが電気的に接続される。 Next, in the pressurization step (S3), the fuel cell stack precursor 8 is pressurized (loaded) in the stacking direction (of cell 1) by using the end plate, tension plate, or the like, and each cell is pressed. The gas diffusion layers 7 and 7 of No. 1 are compressionally deformed to narrow the distance between the cells 1 (for example, from about 2 mm pitch to about 1 mm pitch). At this time, since the distance between the detection terminals 1a provided on the separator 3 of each cell 1 is also narrowed, the connectors 15 arranged between them are held by being pinched (compressed) and deformed by the adjacent detection terminals 1a. The connector 15 and the detection terminal 1a are electrically connected.

そして、挿入・締結工程(S4)では、前記エンドプレートおよびテンションプレート等により加圧されて保持され、かつ、前記コネクタ15が組み付けられた燃料電池スタック前駆体8を、スタックケース11に挿入して締結する。これにより、前記セル電圧監視用のコネクタ15が接続された燃料電池スタック10が製造されることになる。 Then, in the insertion / fastening step (S4), the fuel cell stack precursor 8 that is pressed and held by the end plate, the tension plate, and the like and to which the connector 15 is assembled is inserted into the stack case 11. To conclude. As a result, the fuel cell stack 10 to which the cell voltage monitoring connector 15 is connected is manufactured.

以上で説明したように、本実施形態では、隣り合うセル1間の間隔が広いセル積層工程(S1)後、かつ、加圧工程(S3)前に、隣り合う検出端子1a間にコネクタ15を挿入して組み付けることで、コネクタ組付の作業時間を短縮できるとともに、誤組防止に繋がる。 As described above, in the present embodiment, the connector 15 is inserted between the adjacent detection terminals 1a after the cell laminating step (S1) in which the distance between the adjacent cells 1 is wide and before the pressurizing step (S3). By inserting and assembling, the work time for assembling the connector can be shortened, and erroneous assembly can be prevented.

また、本実施形態では、燃料電池スタック前駆体8に(セル1の)積層方向に荷重を付与した際(加圧工程(S3))に、コネクタ15の変形が当該コネクタ15の片面に形成された凹部16に吸収されるので、コネクタ15の局所的な応力の発生、および、それに伴うコネクタ15の破断を抑制でき、セル1間の短絡を抑止することができる。 Further, in the present embodiment, when a load is applied to the fuel cell stack precursor 8 in the stacking direction (of cell 1) (pressurization step (S3)), deformation of the connector 15 is formed on one side of the connector 15. Since it is absorbed by the recess 16, it is possible to suppress the generation of local stress in the connector 15 and the accompanying breakage of the connector 15, and it is possible to suppress a short circuit between the cells 1.

また、本実施形態では、コネクタ15の両面(隣り合う検出端子1aに対向する両面)に凹部を形成する場合と比べて、加圧工程(S3)の圧縮時に片面(凹部16が形成されていない側の面)側が必ず残ることで、コネクタ15の切断の可能性が低くなり、確実にセル1間の短絡を防止できるといった利点もある。 Further, in the present embodiment, as compared with the case where recesses are formed on both sides of the connector 15 (both sides facing the adjacent detection terminals 1a), one side (recesses 16 are not formed) during compression in the pressurizing step (S3). Since the side) side is always left, the possibility of disconnection of the connector 15 is reduced, and there is an advantage that a short circuit between the cells 1 can be reliably prevented.

以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。 Although the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like within a range that does not deviate from the gist of the present invention. Also, they are included in the present invention.

1…セル(燃料電池セル)、1a…セルの検出端子、2…MEGA、3…セパレータ、4…膜電極接合体(MEA)、5…電解質膜、6…電極、7…ガス拡散層、8…燃料電池スタック前駆体、9…セル積層体、10…燃料電池スタック(燃料電池)、11…スタックケース、15…コネクタ(セルモニタコネクタ)、16…コネクタの凹部、21、22…ガス流路、23…水が流通する空間 1 ... cell (fuel cell), 1a ... cell detection terminal, 2 ... MEGA, 3 ... separator, 4 ... membrane electrode assembly (MEA), 5 ... electrolyte membrane, 6 ... electrode, 7 ... gas diffusion layer, 8 ... Fuel cell stack precursor, 9 ... Cell laminate, 10 ... Fuel cell stack (fuel cell), 11 ... Stack case, 15 ... Connector (cell monitor connector), 16 ... Connector recess, 21, 22 ... Gas flow path , 23 ... Space where water flows

Claims (1)

燃料電池スタックにおける燃料電池セルのセル電圧を監視するためのセルモニタコネクタの組付方法であって、
燃料電池セルを所定間隔で複数枚積層させた燃料電池スタック前駆体における前記燃料電池セル間に、片面に積層方向の深さが当該セルモニタコネクタの厚さ未満の凹部が形成されたセルモニタコネクタを配置した後、
前記燃料電池スタック前駆体に積層方向に荷重を付与し、前記燃料電池セル間の間隔を狭めて締結して、前記燃料電池スタックを形成する、セルモニタコネクタの組付方法。
A method of assembling a cell monitor connector for monitoring the cell voltage of a fuel cell in a fuel cell stack.
A cell monitor connector in which a recess in a stacking direction depth less than the thickness of the cell monitor connector is formed between the fuel cell cells in a fuel cell stack precursor in which a plurality of fuel cell cells are stacked at predetermined intervals. After placing
A method of assembling a cell monitor connector, wherein a load is applied to the fuel cell stack precursor in the stacking direction, and the fuel cell stacks are fastened with a narrow space between the fuel cell cells to form the fuel cell stack.
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