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      燃料電池用組裝檢查裝置的制作方法

      文檔序號:6888564閱讀:155來源:國知局
      專利名稱:燃料電池用組裝檢查裝置的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及燃料電池用組裝檢查裝置,特別涉及一種燃料電池用組裝 檢查裝置,其備有配置燃料電池組的基板、和對燃料電池組推壓的推壓機 構(gòu),上述燃料電池組包含第1端板、配置在第l端板上的集電板、和層疊
      在集電板上的多個單電池;將第2端板安裝在被推壓著的燃料電池組上, 以組裝燃料電池。
      背景技術(shù)
      燃料電池,作為具有高效率和優(yōu)良環(huán)境特性的電池,近年來受到關(guān)注。 燃料電池,通常是使作為燃料氣體的氫與空氣中的氧反應(yīng),生成電能。氬 與氧化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果,生成了水。燃料電池的種類,有磷酸型、熔融碳酸 鹽型、固體電解質(zhì)型、堿型、固體高分子型等。其中,具有能在常溫下起 動并且起動時間迅速等優(yōu)點的固定高分子型燃料電池受到注目。因此,在 車輛、例如汽車等中使用固體高分子型燃料電池。
      固體高分子型燃料電池,是將多個單電池、集電板、端板等層疊組裝 成的。對于該組裝的燃料電池,要進行燃料電池的發(fā)電檢查、氣體泄漏檢 查等。例如,專利文獻1中,揭示了在燃料電池疊層體中,試驗燃料氣體、 氧化劑氣體的氣體泄漏用的氣體泄漏試驗方法。
      專利文獻1:日本特開2001-23665號/>才艮
      但是,已往,在燃料電池的組裝檢查中,是在進行了單電池的發(fā)電檢 查后,組裝燃料電池,再進行燃料電池的發(fā)電檢查。單電池的發(fā)電檢查時, 先要用單電池發(fā)電檢查用工具,將多個單電池層疊。然后,將檢查用燃料 氣體、檢查用氧化劑氣體、檢查用冷卻介質(zhì)供給到該層疊著的多個單電池,進行單電池的發(fā)電檢查。單電池的發(fā)電檢查結(jié)束后,從單電池發(fā)電檢查工 具上取出各單電池。這里,當(dāng)檢查出不合格的單電池時,用合格的單電池 更換。
      單電池的發(fā)電檢查結(jié)束后,用層疊工具將多個單電池、集電板等層疊 起來,成為燃料電池組,將端板等組裝在燃料電池組上,組裝成燃料電池。 然后,從層疊工具上取出組裝成的燃料電池,將檢查用燃料氣體、檢查用 氧化劑氣體、檢查用冷卻介質(zhì)等的供給配管、排出配管等,安裝在燃料電 池上,進行燃料電池的發(fā)電檢查。燃料電池的發(fā)電檢查結(jié)束后,從燃料電 池上取下上述檢查用燃料氣體、檢查用氧化劑氣體、檢查用冷卻介質(zhì)等的 供給配管、排出配管等。
      這樣,在燃料電池的組裝檢查中,單電池的發(fā)電檢查、燃料電池的組 裝、燃料電池的發(fā)電檢查,要用不同的工具、裝置進行,所以,每次進行 發(fā)電檢查時,都要將單電池等安裝到工具、裝置上以及從工具、裝置上取 下。另外,在燃料電池的發(fā)電檢查時,都要將檢查用燃料氣體、檢查用氧 化劑氣體、檢查用冷卻介質(zhì)的供給配管、排出配管,安裝到組裝成的燃料 電池上以及從燃料電池上取下。因此,燃料電池的組裝檢查工作量大,燃 料電池的生產(chǎn)性^^。
      為此,本發(fā)明的目的是提供能減少燃料電池的組裝檢查工作量、提高 燃料電池生產(chǎn)性的燃料電池用組裝檢查裝置。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明的燃料電池用組裝檢查裝置,具備配置燃料電池組的基板, 上述燃料電池組包含第1端板、設(shè)置在第1端板上的集電板和層疊在集電 板上的多個單電池;和推壓燃料電池組的推壓機構(gòu);該裝置將第2端板安 裝于被推壓著的燃料電池組,以組裝燃料電池;該裝置的特征在于,具有 將檢查用燃料氣體供給到燃料電池組的燃料氣體供給路,將檢查用燃料氣 體從燃料電池組排出的燃料氣體排出路,將檢查用氧化劑氣體供給到燃料 電池組的氧化劑氣體供給路,將檢查用氧化劑氣體從燃料電池組排出的氧
      5化劑氣體排出路,將檢查用冷卻介質(zhì)供給到燃料電池組的冷卻介質(zhì)供給路,
      和將檢查用冷卻介質(zhì)從燃料電池組排出的冷卻介質(zhì)排出路;燃料氣體供給 路、燃料氣體排出路、氧化劑氣體供給路、氧化劑氣體排出路、冷卻介質(zhì) 供給路、和冷卻介質(zhì)排出路,分別與設(shè)于第1端板的燃料氣體供給口、燃 料氣體排出口、氧化劑氣體供給口、氧化劑氣體排出口、冷卻介質(zhì)供給口、 和冷卻介質(zhì)排出口連接。
      本發(fā)明的燃料電池用組裝檢查裝置,其特征在于,燃料氣體供給路、 燃料氣體排出路、氧化劑氣體供給路、氧化劑氣體排出路、冷卻介質(zhì)供給 路、和冷卻介質(zhì)排出路,通過設(shè)于基板的開口,分別與設(shè)于第l端板的燃 料氣體供給口、燃料氣體排出口、氧化劑氣體供給口、氧化劑氣體排出口、 冷卻介質(zhì)供給口、和冷卻介質(zhì)排出口連接。
      本發(fā)明的燃料電池用組裝檢查裝置,其特征在于,具備由絕緣性材料 形成的導(dǎo)引部件,該導(dǎo)引部件導(dǎo)引層疊的多個單電池的層疊方向。
      本發(fā)明的燃料電池用組裝檢查裝置,其特征在于,具備導(dǎo)引部件, 其導(dǎo)引層疊的多個單電池的層疊方向;和浮動機構(gòu),其在發(fā)電檢查時使層 疊的多個單電池與導(dǎo)引部件成為非接觸狀態(tài)。
      本發(fā)明的燃料電池用組裝檢查裝置,其特征在于,第2端板通過張力 板安裝于燃料電池組。
      本發(fā)明的燃料電池用組裝檢查裝置,其特征在于,同時地組裝檢查多 個燃料電池組。
      如上所述,4艮據(jù)本發(fā)明的燃料電池用組裝檢查裝置,可以用一個組裝 檢查裝置,進行單電池的發(fā)電檢查、燃料電池的組裝、燃料電池的發(fā)電檢 查,所以,可減少燃料電池的組裝檢查工作量,更加提高燃料電池的生產(chǎn) 性。


      圖l是表示本發(fā)明實施形態(tài)中的、燃料電池的構(gòu)造的圖。 圖2是表示本發(fā)明實施形態(tài)中的、第l端板的構(gòu)造的圖。圖3是表示本發(fā)明實施形態(tài)中的、燃料電池用組裝檢查裝置的構(gòu)造的圖。
      圖4是表示本發(fā)明實施形態(tài)中的、燃料電池用組裝檢查裝置中的單電 池的發(fā)電檢查方法的圖。
      圖5是表示本發(fā)明實施形態(tài)中的、燃料電池用組裝檢查裝置中的燃料 電池的發(fā)電檢查方法的圖。
      圖6是表示本發(fā)明另一實施形態(tài)中的、燃料電池用組裝檢查裝置的構(gòu) 造的圖。
      圖7是表示本發(fā)明另一實施形態(tài)中的、燃料電池用組裝檢查裝置中備 有的加壓面追隨機構(gòu)的構(gòu)造的側(cè)視圖。
      圖8是表示本發(fā)明另一實施形態(tài)中的、第l金屬基體中的凹部件的構(gòu) 造的圖。
      圖9是表示本發(fā)明另一實施形態(tài)中的、第2金屬基體中的凸部件的構(gòu) 造的圖。
      圖10是表示本發(fā)明另 一 實施形態(tài)中的、將單電池層疊在燃料電池用組 裝檢查裝置上狀態(tài)的側(cè)視圖。
      圖11是表示本發(fā)明另一實施形態(tài)中的、燃料電池組的一端長度A比 另一端長度B短時(長度A〈長度B)的、加壓面追隨機構(gòu)的動作的側(cè)視 圖。
      圖12是表示本發(fā)明另一實施形態(tài)中的、燃料電池組的一端長度A比 另一端長度B長時(長度A〉長度B)的、加壓面追隨機構(gòu)的動作的側(cè)視 圖。
      具體實施例方式
      下面,參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施形態(tài)。先說明燃料電池的構(gòu)造。 圖1是表示燃料電池10的構(gòu)造的圖。圖1所示的燃料電池10,配置了 2 列燃料電池組12。當(dāng)然,配置在燃料電池10中的燃料電池組12,并不限 定是2列。燃料電池組12層疊了多個單電池14、集電板16等而成。
      7單電池14的構(gòu)造是,在電解質(zhì)膜的兩側(cè)分別層疊著催化劑層,在各催 化劑層上層疊著氣體擴散層,構(gòu)成了膜電極接合體,并且在膜電極接合體 上層疊著隔板。
      電解質(zhì)膜,具有使在陽極側(cè)產(chǎn)生的氫離子移動到陰極側(cè)的功能等。電 解質(zhì)膜的材料,是使用化學(xué)穩(wěn)定性好的氟類樹脂、例如可使用全氟烴磺酸 的離子交換膜。
      催化劑層,具有促進陽極側(cè)的氫的氧化反應(yīng)、陰極側(cè)的氧的還原反應(yīng) 的功能。催化劑層包含催化劑和催化劑的載體。為了加大反應(yīng)的電極面積, 催化劑通常呈粒子(顆粒)狀,附著在催化劑的載體上使用。對于氫的氧 化反應(yīng)、氧的還原反應(yīng),催化劑是使用作為具有小活性化過電壓的鉑族元 素的鉑等。催化劑的載體,可使用碳材料,例如碳黑等。
      氣體擴散層具有使燃料氣體例如氫氣、氧化劑氣體例如空氣擴散到催 化劑層的功能、使電子移動的功能等。氣體擴散層,可使用具有導(dǎo)電性的 材料,如碳纖維紡織布、碳紙等。膜電極接合體,可將電解質(zhì)膜、催化劑 層和氣體擴散層層疊后進行熱壓等而制成。
      隔板,層疊在膜電極接合體的氣體擴散層上,具有將相鄰單電池14 中的燃料氣體與氧化劑氣體分離的功能。另外,隔板具有使相鄰的單電池 14電連接的功能。在隔板上,形成了燃料氣體、氧化劑氣體流過的氣體流 路、冷卻單電池14的、例如LLC (Long Life Coolant)、冷卻水等的冷 卻介質(zhì)流過的冷卻介質(zhì)流路等。隔板可由具有導(dǎo)電性的材料、如不銹鋼等 的金屬材料、碳素材料等形成。
      集電板16,具有將由層疊著的多個單電池14產(chǎn)生的直流電流取出的 功能。集電板16,可以使用具有導(dǎo)電性的材料、如不銹鋼、銅等的金屬材 料、碳素材料等。另外,集電板16,也可以在不銹鋼、銅等的金屬片材上 實施鍍金。
      端板20、 34,配置在燃料電池組12的兩端部。端板20、 34,例如可 用不銹鋼等的金屬材料形成。在第1端板20上,設(shè)有供給或排出燃料氣體、 氧化劑氣體和冷卻介質(zhì)用的開口。圖2是表示第l端板20的構(gòu)造的圖。第1端板20,具有將燃料氣體供給到燃料電池組12的燃料氣體供給口 22、 將電化學(xué)反應(yīng)后的燃料氣體從燃料電池組12排出的燃料氣體排出口 24、 將氧化劑氣體供給到燃料電池組12的氧化劑氣體供給口 26、將電化學(xué)反 應(yīng)后的氧化劑氣體從燃料電池組12排出的氧化劑氣體排出口 28 、將冷卻 介質(zhì)供給到燃料電池組12的冷卻介質(zhì)供給口 30、將冷卻了燃料電池組12 后的冷卻介質(zhì)排出的冷卻介質(zhì)排出口 32。
      燃料氣體供給口 22、燃料氣體排出口 24、氧化劑氣體供給口 26、氧 化劑氣體排出口28、冷卻介質(zhì)供給口 30、和冷卻介質(zhì)排出口32上,在各 開口的周圍形成了密封槽。在各密封槽內(nèi),嵌入了用于密封燃料氣體、氧 化劑氣體、和冷卻介質(zhì)的、例如橡膠制的O形環(huán)、密封墊等。圖l所示的 燃料電池10中,由于配置了 2列燃料電池組12,所以,燃料氣體供給口 22、燃料氣體排出口 24、氧化劑氣體供給口 26、氧化劑氣體排出口 28、 冷卻介質(zhì)供給口 30、和冷卻介質(zhì)排出口 32,在第1端板20上分別設(shè)有2 處。
      如圖1所示,在第2端板34上,如后所述,對每一個燃料電池組12 設(shè)置了開口,對燃料電池組U加壓用的加壓缸的執(zhí)行器等穿過該開口。在 圖1所示燃料電池10中,由于配置了 2列燃料電池組12,所以,在第2 端板34上,在2個部位設(shè)有開口。另外,第2端板34上,對每一個燃料 電池組12,設(shè)有荷重調(diào)節(jié)螺絲,該荷重調(diào)節(jié)螺絲用于調(diào)節(jié)對燃料電池組12 加壓的荷重。
      彈簧盒36,具有更均勻地對燃料電池組12加壓、計測作用在燃料電 池組12上的荷重的功能。彈簧盒6配置在燃料電池組中的第2端板34與 絕緣部件38之間。彈簧盒36,是在2塊加壓板間設(shè)置多個彈簧而構(gòu)成的。 因此,通過彈簧盒36對燃料電池組12加壓,可以更均勻地對燃料電池組 12加壓,并能夠根據(jù)彈簧的位移量,計測作用在燃料電池組12上的荷重。 當(dāng)然,并不限定于彈簧盒36,也可以在2至12個部位采用備有測力傳感 器的加壓板等。
      張力板40,例如用螺栓42等安裝在第l端板20和笫2端板34上。張力板40相對于各燃料電池組12各安裝著2塊。張力板40具有用預(yù)定的 加壓力對燃料電池組12加壓的功能。因此,例如,可確保單電池14與單 電池14之間、單電池14與集電板16之間、集電板16與第l端板20之間 等的燃料氣體、氧化劑氣體和冷卻介質(zhì)的密封性。
      下面,說明燃料電池用組裝檢查裝置的構(gòu)造。圖3是表示燃料電池用 組裝檢查裝置50的構(gòu)造的圖。
      第1基板52,是配置燃料電池組12的基板,該燃料電池組12包含有 第l端板20、配置在第l端板20上的集電板16、層疊在集電板16上的多 個單電池14。第1基板52例如可用不銹鋼等金屬材料形成。
      在第1基板52上,可以配置若干列燃料電池組12。圖3中,表示在 第l基才反52上配置了 2列燃料電池組12的情形。當(dāng)然,所配置的燃料電 池組12并不限定于2列,也可以是3列,也可以是1列。
      在第1基板52上,連接著燃料氣體供給配管54、燃料氣體排出配管 56、氧化劑氣體供給配管58、氧化劑氣體排出配管60、冷卻介質(zhì)供給配管 62、冷卻介質(zhì)排出配管64。燃料氣體供給配管54,是將例如氫氣等的檢查 用燃料氣體供給到燃料電池組12的燃料氣體供給路。燃料氣體排出配管 56 ,是將電化學(xué)反應(yīng)后的檢查用燃料氣體從燃料電池組12排出的燃料氣體 排出路。氧化劑氣體供給配管58,是將例如空氣等的檢查用氧化劑氣體供 給到燃料電池組12的氧化劑氣體供給路。氧化劑氣體排出配管60,是將 電化學(xué)反應(yīng)后的檢查用氧化劑氣體從燃料電池組12排出的氧化劑氣體排 出路。冷卻介質(zhì)供給配管62,是將例如LLC等的檢查用冷卻介質(zhì)供給到 燃料電池組12的冷卻介質(zhì)供給路。冷卻介質(zhì)排出配管64,是將冷卻了燃 料電池組12后的檢查用冷卻介質(zhì)從燃料電池組12排出的冷卻介質(zhì)排出路。
      燃料氣體供給配管54、燃料氣體排出配管56、氧化劑氣體供給配管 58、氧化劑氣體排出配管60、冷卻介質(zhì)供給配管62、和冷卻介質(zhì)排出配管 64,以分別與設(shè)在第1端板20上的燃料氣體供給口 22、燃料氣體排出口 24、氧化劑氣體供給口 26、氧化劑氣體排出口 28、冷卻介質(zhì)供給口 30、 和冷卻介質(zhì)排出口 32連通的方式、分別與第1基板52連接。
      10在第1基板52與笫1端板20之間,最好設(shè)置具有浮動機構(gòu)的連接部。 這樣,即使第1端板20的端部因燃料電池10的發(fā)電檢查而翹曲時,借助 浮動機構(gòu),連接部能隨動,可確保第l基板52與第l端板20之間的檢查 用燃料氣體、檢查用氧化劑氣體、和檢查用冷卻介質(zhì)的密封性。另外,第 1基板52與第1端板20之間,設(shè)置了具有浮動機構(gòu)的連接部時,最好進 一步提高第1基板52的平面度。這樣,可以更加提高第1基板52與第1 端板20之間的密封性。
      在第1基板52上,可以設(shè)置供燃料氣體供給配管54、燃料氣體排出 配管56、氧化劑氣體供給配管58、氧化劑氣體排出配管60、冷卻介質(zhì)供 給配管62、和冷卻介質(zhì)排出配管64穿過的開口。這樣,可以用螺栓等將 燃料氣體供給配管54、燃料氣體排出配管56、氧化劑氣體供給配管58、 氧化劑氣體排出配管60、冷卻介質(zhì)供給配管62、和冷卻介質(zhì)排出配管64 直接連接到設(shè)在第1端板20上的燃料氣體供給口 22、燃料氣體排出口 24、 氧化劑氣體供給口 26、氧化劑氣體排出口 28、冷卻介質(zhì)供給口 30、和冷 卻介質(zhì)排出口 32上。這樣,即使因安裝張力板40而在第l端板20上產(chǎn)生 了翹曲等時,也可抑制檢查用燃料氣體、檢查用氧化劑氣體、和檢查用冷 卻介質(zhì)的泄漏。
      如圖3所示,在第l基^反52上配置了 2列燃料電池組12時,燃料氣 體供給配管54、燃料氣體排出配管56、氧化劑氣體供給配管58、氧化劑 氣體排出配管60、冷卻介質(zhì)供給配管62、和冷卻介質(zhì)排出配管64分別分 支成2個配管,分別與設(shè)在燃料電池組12的第1端板20上的燃料氣體供 給口 22、燃料氣體排出口 24、氧化劑氣體供給口 26、氧化劑氣體排出口 28、冷卻介質(zhì)供給口 30、冷卻介質(zhì)排出口32連接。
      另外,燃料氣體供給配管54、燃料氣體排出配管56、氧化劑氣體供給 配管58、氧化劑氣體排出配管60、冷卻介質(zhì)供給配管62、和冷卻介質(zhì)排 出配管64,最好與共用的連接器66連接。這樣,能夠借助共用的連接器 66,在一個部位,將上述6種配管連接到供給檢查用燃料氣體、檢查用氧 化劑氣體、和檢查用冷卻介質(zhì)的供給裝置上。導(dǎo)引部件68具有作為導(dǎo)引層疊的多個單電池14的層疊方向的基準(zhǔn)的 功能。該導(dǎo)引部件68與單電池14接觸地安裝在第l基板52上。使多個單 電池14與導(dǎo)引部件68接觸,多個單電池14被朝著層疊方向?qū)б貙盈B, 這樣,可以更加均勻地將單電池14層疊。導(dǎo)引部件68,如圖3所示,例 如對各燃料電池組12,最好在燃料電池組12的背面設(shè)置2處、在側(cè)面設(shè) 置1處。當(dāng)然,才艮據(jù)其它條件,導(dǎo)引部件68的配置方式并不限定于上述配 置。另外,導(dǎo)引部件68,可以具有能根據(jù)燃料電池組12的高度可伸縮地 調(diào)節(jié)導(dǎo)引部件68長度的機構(gòu)。
      導(dǎo)引部件68最好由絕緣性材料形成。因為用絕緣性材料形成導(dǎo)引部件 68,可以抑制導(dǎo)引部件68與層疊著的多個單電池14間的短路,不必將導(dǎo) 引部件68從燃料電池用組裝檢查裝置50上取下就可以進行發(fā)電試驗。絕 緣性材料,例如可以釆用環(huán)氧樹脂等的合成樹脂材料、氧化鋁等陶瓷材料。 另外,絕緣性材料,最好采用PEEK (聚醚醚酮)樹脂。因為PEEK樹脂 的耐熱性比環(huán)氧樹脂好,所以,使用PEEK樹脂制的導(dǎo)引部件68,可以提 高層疊精度。當(dāng)然,絕緣性材料并不限定于上述材料。
      用不銹鋼等金屬材料形成導(dǎo)引部件68時,最好設(shè)置能將層疊的多個單 電池14與導(dǎo)引部件68形成為非接觸狀態(tài)的浮動機構(gòu)。進行發(fā)電檢查時, 借助浮動機構(gòu),使導(dǎo)引部件68向后方滑移,使層疊著的多個單電池14與 導(dǎo)引部件68不接觸,可以防止短路。這樣,不必將導(dǎo)引部件68從燃料電 池用組裝檢查裝置50上取下就可以實施發(fā)電檢查。
      在發(fā)電檢查時,因?qū)?疊著的多個單電池14和導(dǎo)引部件68成為非接觸 狀態(tài)導(dǎo)致需要保持燃料電池組12時,可以設(shè)置具有浮動機構(gòu)的由絕緣性材 料形成的保持部件,用該保持部件支承保持燃料電池組12。燃料電池用組 裝檢查裝置50是臥式的時,尤其需要保持燃料電池組12。絕緣性材料, 可以使用上述合成樹脂材料、陶瓷材料等。另外,上述的浮動機構(gòu),通常 可以采用用于使部件移動等的浮動機構(gòu)。
      加壓缸70,是對燃料電池組12加壓的推壓機構(gòu),配置在第2基板72 上。加壓缸70的執(zhí)行器,從形成在第2端板34上的開口部插入,能夠通過彈簧盒36等對燃料電池組12加壓。這樣,可以提高單電池14與單電池 14之間、單電池14與集電板16之間、集電板16與端板之間等的檢查用 燃料氣體、檢查用氧化劑氣體、和檢查用冷卻介質(zhì)的密封性。加壓缸70 通??刹捎糜蛪核欧椎?。當(dāng)然,推壓機構(gòu)并不限定于加壓缸70,例如也 可以用圓頭螺栓(求一少氺^)等對燃料電池組12加壓。
      用加壓缸70通過彈簧盒36等對燃料電池組12加壓時的加壓點,例如 最好設(shè)在與用設(shè)在第2端板34上的荷重調(diào)節(jié)螺絲76調(diào)節(jié)荷重時的加壓點 不同的位置。因此,用加壓缸70對燃料電池組12施加預(yù)荷重,這樣,可 以在第1端板20和第2端板34上沒有荷載的狀態(tài)下組裝張力板40。可以 容易地將張力板40組裝到預(yù)定的組裝位置,可更加提高張力板40組裝時 的自由度。
      若干列燃料電池組12配置在第1基板52上時,最好對每個燃料電池 組12設(shè)置加壓缸70。例如,如圖3所示,2列燃料電池組12配置在第1 端板52上時,對各燃料電池組12分別設(shè)置加壓缸70,在第2基板72上 共計配置了 2個加壓缸70。這樣,對各燃料電池組12分別設(shè)置加壓缸70, 可以分別地施加荷重,所以,與用一個加壓缸70對若干列燃料電池組12 均勻加壓時相比,可以容易地調(diào)節(jié)施加在各燃料電池組12上的荷重。
      下面,說明燃料電池IO的組裝檢查方法。先將第1端板20和第2端 板34設(shè)置在燃料電池用組裝檢查裝置50上。其中,第1端板20配置在第 1基板52上。設(shè)在第1端板20上的燃料氣體供給口 22、燃料氣體排出口 24、氧化劑氣體供給口 26、氧化劑氣體排出口 28、冷卻介質(zhì)供給口 30、 和冷卻介質(zhì)排出口 32,分別與燃料氣體供給配管54、燃料氣體排出配管 56、氧化劑氣體供給配管58、氧化劑氣體排出配管60、冷卻介質(zhì)供給配管 62、和冷卻介質(zhì)排出配管64連接。
      集電4反16配置在第l端板20上,多個單電池14被導(dǎo)引部件68沿層 疊方向?qū)б貙盈B在集電板16上。在層疊著的多個單電池14上,配置另 一個集電板16,進而在該另一個集電板16上,配置絕緣部件38。在絕緣 部件38上,配置彈簧盒36,這樣,形成了燃料電池組12。
      13用加壓缸70通過彈簧盒36對燃料電池組12施加預(yù)定的荷重,實施單 電池14的發(fā)電檢查。圖4是表示燃料電池用組裝檢查裝置50中的單電池 14的發(fā)電檢查方法的圖。這里,由于導(dǎo)引部件68例如是用絕緣性材料形 成,所以,不必從燃料電池用組裝檢查裝置50上取下就可以進行單電池 14的發(fā)電檢查。
      首先,供給檢查用燃料氣體、檢查用氧化劑氣體、檢查用冷卻介質(zhì)的 供給裝置74和燃料電池用組裝檢查裝置50,通過供給裝置的連接器75和 燃料電池用組裝檢查裝置50的連接器66連接。這樣,燃料電池用組裝檢 查裝置50備有的燃料氣體供給配管54、燃料氣體排出配管56、氧化劑氣 體供給配管58、氧化劑氣體排出配管60、冷卻介質(zhì)供給配管62、和冷卻 介質(zhì)排出配管64,分別與供給裝置74備有的燃料氣體供給配管78、燃料 氣體排出配管80、氧化劑氣體供給配管82、氧化劑氣體排出配管84、冷 卻介質(zhì)供給配管86、和冷卻介質(zhì)排出配管88連接。
      從燃料氣體供給配管54,將檢查用燃料氣體供給到燃料電池組12。從 氧化劑氣體供給配管58,將氧化劑氣體供給到燃料電池組12。從冷卻介質(zhì) 供給配管62,將冷卻介質(zhì)供給到燃料電池組12。將供電化學(xué)反應(yīng)后的反應(yīng) 氣體,用燃料氣體排出配管56和氧化劑氣體排出配管60從燃料電池組12 排出。將進行了冷卻后的冷卻介質(zhì),用冷卻介質(zhì)排出配管64從燃料電池組 12排出。這樣,實施單電池14的發(fā)電檢查。在單電池14的發(fā)電檢查中, 檢查出不合格品時,解除加壓缸70的荷重,將不合格品去除,更換為合格
      口口o
      單電池的發(fā)電試驗結(jié)束后,將第2端板34安裝到燃料電池組12上, 組裝成燃料電池10。在加壓缸70對燃料電池組12施加了預(yù)荷重的狀態(tài), 將設(shè)在第2端板34上的2個荷重調(diào)節(jié)螺絲76設(shè)置在彈簧盒36上。然后, 在對燃料電池組12施加了預(yù)荷重的狀態(tài),用螺栓等將張力板40連接在第 l端板20和第2端板34上。安裝了張力板40后,用2個荷重調(diào)節(jié)螺絲76 進行燃料電池組12的調(diào)心(找正)。然后,解除加壓缸70對燃料電池組 12施加的預(yù)荷重,用荷重調(diào)節(jié)螺絲76調(diào)節(jié)施加在燃料電池組12上的荷重。這里,施加在燃料電池組12上的荷重,由彈簧盒36計測。調(diào)節(jié)了施加在 燃料電池組12上的荷重后,燃料電池10的組裝完成。
      接著,對組裝好的燃料電池10,進行燃料電池10的發(fā)電檢查。圖5 是表示燃料電池用組裝檢查裝置50中的燃料電池10的發(fā)電檢查方法的圖。 燃料電池10的發(fā)電檢查,是在安裝在燃料電池用組裝檢查裝置50上的狀 態(tài)下進行的。另外,燃料電池IO的發(fā)電檢查中同樣,也可以不從燃料電池 用組裝檢查裝置50上取下導(dǎo)引部件68地進行發(fā)電試驗。
      燃料電池10的發(fā)電檢查,與單電池的發(fā)電檢查同樣地,首先,供給檢 查用燃料氣體、檢查用氧化劑氣體、檢查用冷卻介質(zhì)的供給裝置74和燃料 電池用組裝檢查裝置50,通過供給裝置74的連接器75和燃料電池用組裝 檢查裝置50的連接器66連接。這樣,燃料電池用組裝檢查裝置50備有的 燃料氣體供給配管54、燃料氣體排出配管56、氧化劑氣體供給配管58、 氧化劑氣體排出配管60、冷卻介質(zhì)供給配管62、和冷卻介質(zhì)排出配管64, 分別與供給裝置74備有的燃料氣體供給配管78、燃料氣體排出配管80、 氧化劑氣體供給配管82、氧化劑氣體排出配管84、冷卻介質(zhì)供給配管86、 和冷卻介質(zhì)排出配管88連接。
      然后,從燃料氣體供給配管54,將檢查用燃料氣體供給到燃料電池組 12。從氧化劑氣體供給配管58,將檢查用氧化劑氣體供給到燃料電池組12。 從冷卻介質(zhì)供給配管62,將檢查用冷卻介質(zhì)供給到燃料電池組12。將供電 化學(xué)反應(yīng)后的反應(yīng)氣體,用燃料氣體排出配管56和氧化劑氣體排出配管 60從燃料電池組12排出。將冷卻了燃料電池10后的檢查用冷卻介質(zhì),用 冷卻介質(zhì)排出配管64從燃料電池組12排出。這樣,進行燃料電池10的發(fā) 電檢查。發(fā)電檢查結(jié)束后的燃料電池10,從燃料電池用組裝檢查裝置50 中取出,安裝到燃料電池用盒內(nèi)。
      如上所述,根據(jù)上述燃料電池用組裝檢查裝置,可以用一個組裝檢查 裝置,進行單電池的發(fā)電檢查、燃料電池的組裝、燃料電池的發(fā)電檢查, 所以,可進一步減少燃料電池的組裝檢查所需的工作量(工時),更加提 高燃料電池的生產(chǎn)性。
      15根據(jù)上述燃料電池用組裝檢查裝置,燃料氣體供給路、燃料氣體排出 路、氧化劑氣體供給路、氧化劑氣體排出路、冷卻介質(zhì)供給路、冷卻介質(zhì) 排出路,穿過設(shè)在基板上的開口直接與第1端板連接,所以,即使因安裝 張力板而在第1端板上產(chǎn)生了翹曲等時,也能防止檢查用燃料氣體、檢查 用氧化劑氣體、檢查用冷卻介質(zhì)的泄漏。
      根據(jù)上述燃料電池用組裝檢查裝置,由于導(dǎo)引層疊的多個單電池的層 疊方向的導(dǎo)引部件,是用絕緣材料形成的,所以,在單電池的發(fā)電檢查時 或燃料電池的發(fā)電檢查時,可以防止單電池與導(dǎo)引部件之間的短路,不必 從組裝檢查裝置上取下導(dǎo)引部件就可以進行發(fā)電檢查。
      根據(jù)上述燃料電池用組裝檢查裝置,通過設(shè)置能使導(dǎo)引部件與單電池 成為非接觸狀態(tài)的浮動機構(gòu),即使導(dǎo)引部件是用金屬材料等導(dǎo)電性材料形 成的時,在發(fā)電檢查時,也能防止單電池與導(dǎo)引部件之間的短路,不必從 組裝檢查裝置上取下導(dǎo)引部件就可以進行發(fā)電檢查。
      下面,說明另一實施形態(tài)的燃料電池用組裝檢查裝置。圖6是表示燃 料電池用組裝檢查裝置100的構(gòu)造的圖。對同樣的要素,注以相同標(biāo)記, 其詳細說明從略。燃料電池用組裝檢查裝置100,備有追隨燃料電池組12 的端面的傾斜的加壓面追隨機構(gòu)102。圖7是表示燃料電池用組裝檢查裝 置100中備有的、加壓面附從機構(gòu)102的構(gòu)造的側(cè)視圖。
      加壓面追隨才幾構(gòu)102,包含安裝在加壓缸70上的第1金屬基體104、 和推壓彈簧盒36的第2金屬基體106,具有作為加壓面追隨手段的功能, 即,即使燃料電池組12的端面產(chǎn)生了傾斜時,也能對傾斜了的端面均勻地 加壓。第1金屬基體104上,為了連接在加壓缸70上,例如設(shè)有螺紋槽。 另外,在第2金屬基體106上,設(shè)有推壓彈簧盒36的多個加壓桿107。加 壓桿107從形成在第2端板34上的開口插入,推壓彈簧盒36。
      為了在燃料電池組12的端面傾斜了時也能對該傾斜的端面均勻地加 壓,第1金屬基體104和第2金屬基體106能夠滑動地組裝著。在第1金 屬基體104上設(shè)有凹部件108,在第2金屬基體106上設(shè)有凸部件110。圖 8是表示第1金屬基體104上的凹部件108的構(gòu)造的圖,圖8 (A )是凹部件108的俯視圖,圖8 (B)是凹部件108中的X-X方向斷面圖。凹部件 108,具有與凸部件IIO接觸的凹面112、和多個連接孔113。圖9是表示 第2金屬基體106上的凸部件110的構(gòu)造的圖,圖9 (A)是凸部件110的 俯視圖,圖9 (B)是凸部件110中的Y-Y方向斷面圖。凸部件IIO,具有 與凹部件108接觸的凸面114、和多個連接孔115。
      第1金屬基體104和第2金屬基體106以使第1金屬基體104上的凹 部件108的凹面112與第2金屬基體106上的凸部件110的凸面114接觸 的方式可滑動地組裝著。當(dāng)燃料電池組12的端面產(chǎn)生了傾斜時,第l金屬 基體104的凹部件108的凹面112,與第2金屬基體106的凸部件110的 凸面114滑動,這樣,追隨燃料電池組12的端面的傾斜,可以對傾斜了的 端面均勻施力口面壓。
      第1金屬基體104上的凹部件108的凹面112,最好是凹球面。第2 金屬基體106上的凸部件110的凸面114,最好是凸球面。這是因為即 使燃料電池組12的端面產(chǎn)生了傾斜時,也能以端面的大致中心為旋轉(zhuǎn)中 心,使加壓面追隨機構(gòu)102追隨傾斜了的端面。當(dāng)然,根據(jù)其它條件,第 1金屬基體104上的凹部件108的凹面112不限定是凹球面,第2金屬基 體106上的凸部件110的凸面114不限定是凸球面。另夕卜,也可以將凹面 與第l金屬基體104形成為一體,將凸面與第2金屬基體106形成為一體。 另外,根據(jù)其它的條件,也可以在第1金屬基體104上形成凸面,在第2 金屬基體106上形成凹面。
      下面,說明加壓面追隨機構(gòu)102的動作。圖IO是表示將單電池14等 層疊在燃料電池用組裝檢查裝置100上的狀態(tài)的側(cè)視圖。單電池14等沿著 導(dǎo)引部件68層疊。這里,層疊著單電池14等的燃料電池組12的一端長度 A和另一端長度B,有時不相同。這種情形下,在燃料電池組12的端面產(chǎn) 生了傾斜。
      圖11是表示燃料電池組12的一端長度A比另 一端長度B短時(長度 A〈長度B)時的、加壓面追隨機構(gòu)102的動作的側(cè)視圖。 一端長度A比另 一端長度B短時,在加壓面追隨機構(gòu)102中,第1金屬基體104上的凹部件104的凹面112、和第2金屬基體106上的凸部件110的凸面114滑動, 在向長度B的另一端側(cè)以預(yù)定的角度oc傾斜的狀態(tài)下,加壓燃料電池組12。 因此,即使一端長度A比另一端長度B短時,也能對燃料電池組12均勻 地力口壓。
      圖12是表示燃料電池組12的一端長度A比另 一端長度B長時(長度 A〉長度B)時的、加壓面追隨機構(gòu)102的動作的側(cè)視圖。 一端長度A比另 一端長度B長時,在加壓面追隨機構(gòu)102中,第1金屬基體104上的凹部 件108的凹面112、和第2金屬基體106上的凸部件110的凸面114滑動, 在向長度A的一端側(cè)以預(yù)定的角度oc傾斜的狀態(tài)下,加壓燃料電池組12。 因此,即使一端長度A比另一端長度B長時,也能對燃料電池組12均勻 地力口壓。
      將燃料電池組12加壓后,用設(shè)在第2端板34上的荷重調(diào)節(jié)螺絲,與 燃料電池組12的端面的傾斜吻合地定位。然后,解除加壓缸70的加壓。
      根據(jù)上述燃料電池用組裝檢查裝置,由于備有加壓面追隨機構(gòu),所以, 即使層疊著單電池等的燃料電池組的端面傾斜了時,也能對燃料電池組的 傾斜的端面均勻地加壓。
      權(quán)利要求
      1. 一種燃料電池用組裝檢查裝置,具備配置燃料電池組的基板,上述燃料電池組包含第1端板、設(shè)置在第1端板上的集電板和層疊在集電板上的多個單電池;和推壓燃料電池組的推壓機構(gòu);該裝置將第2端板安裝于被推壓著的燃料電池組,以組裝燃料電池;該裝置的特征在于,具有將檢查用燃料氣體供給到燃料電池組的燃料氣體供給路,將檢查用燃料氣體從燃料電池組排出的燃料氣體排出路,將檢查用氧化劑氣體供給到燃料電池組的氧化劑氣體供給路,將檢查用氧化劑氣體從燃料電池組排出的氧化劑氣體排出路,將檢查用冷卻介質(zhì)供給到燃料電池組的冷卻介質(zhì)供給路,和將檢查用冷卻介質(zhì)從燃料電池組排出的冷卻介質(zhì)排出路;燃料氣體供給路、燃料氣體排出路、氧化劑氣體供給路、氧化劑氣體排出路、冷卻介質(zhì)供給路、和冷卻介質(zhì)排出路,分別與設(shè)于第1端板的燃料氣體供給口、燃料氣體排出口、氧化劑氣體供給口、氧化劑氣體排出口、冷卻介質(zhì)供給口、和冷卻介質(zhì)排出口連接。
      2. 如權(quán)利要求1所述的燃料電池用組裝檢查裝置,其特征在于,燃料 氣體供給路、燃料氣體排出路、氧化劑氣體供給路、氧化劑氣體排出路、 冷卻介質(zhì)供給路、和冷卻介質(zhì)排出路,通過設(shè)于基板的開口,分別與設(shè)于 第1端板的燃料氣體供給口、燃料氣體排出口、氧化劑氣體供給口、氧化 劑氣體排出口、冷卻介質(zhì)供給口、和冷卻介質(zhì)排出口連接。
      3. 如權(quán)利要求l所述的燃料電池用組裝檢查裝置,其特征在于,具備 由絕緣性材料形成的導(dǎo)引部件,該導(dǎo)引部件導(dǎo)引層疊的多個單電池的層疊 方向。
      4. 如權(quán)利要求1所述的燃料電池用組裝檢查裝置,其特征在于,具備: 導(dǎo)引部件,其導(dǎo)引層疊的多個單電池的層疊方向;和浮動機構(gòu),其在發(fā)電檢查時使層疊的多個單電池與導(dǎo)引部件成為非接 觸狀態(tài)。
      5. 如庫又利要求l所述的燃料電池用組裝檢查裝置,其特征在于,第2 端板通過張力板安裝于燃料電池組。
      6. 如權(quán)利要求l所述的燃料電池用組裝檢查裝置,其特征在于,同時 地組裝檢查多個燃料電池組。
      全文摘要
      本發(fā)明提供的燃料電池用組裝檢查裝置,備有配置燃料電池組的第1基板、和對燃料電池組推壓的加壓缸。上述燃料電池組包含配置在第1端板上的集電板、和層疊在集電板上的多個單電池。將第2端板安裝在被推壓著的燃料電池組上,組裝成燃料電池。具有燃料氣體供給配管、燃料氣體排出配管、氧化劑氣體供給配管、氧化劑氣體排出配管、冷卻介質(zhì)供給配管、和冷卻介質(zhì)排出配管,分別與設(shè)在第1端板上的燃料氣體供給口、燃料氣體排出口、氧化劑氣體供給口、氧化劑氣體排出口、冷卻介質(zhì)供給口、和冷卻介質(zhì)排出口連接。
      文檔編號H01M8/24GK101512810SQ20078003207
      公開日2009年8月19日 申請日期2007年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月28日
      發(fā)明者渡邊一裕 申請人:豐田自動車株式會社
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