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CN112563527A - 燃料电池用隔板构件和燃料电池堆 - Google Patents

燃料电池用隔板构件和燃料电池堆 Download PDF

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CN112563527A CN202010927791.8A CN202010927791A CN112563527A CN 112563527 A CN112563527 A CN 112563527A CN 202010927791 A CN202010927791 A CN 202010927791A CN 112563527 A CN112563527 A CN 112563527A
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Abstract

本公开涉及燃料电池用隔板构件和燃料电池堆。在燃料电池堆(10)的燃料电池用隔板构件(11)中，在第一金属隔板(36)的面(36a)，在第一金属隔板(36)一体地突出成形有第一金属凸起部(64)和第一肋(116a、116b)，第一肋(116a、116b)具有第一肋主体(118)和两个第一退让部(120)。两个第一退让部(120)各自的突出高度低于第一肋主体(118)的突出高度。

Description

燃料电池用隔板构件和燃料电池堆
技术领域
本公开涉及燃料电池用隔板构件和燃料电池堆。
背景技术
通常，燃料电池堆是层叠多个发电单电池并且对层叠方向施加规定的紧固载荷而形成的。发电单电池具有MEA(电解质膜-电极结构体)和夹持MEA的一组金属隔板。例如，在金属隔板一体地突出成形有金属凸起部，该金属凸起部围绕金属隔板的外周部并且用于防止反应气体从MEA与金属隔板之间泄漏。
在对燃料电池堆施加层叠方向的紧固载荷的状态下，金属凸起部发生弹性变形(压缩变形)并且被推压至在MEA的外周侧设置的树脂框部。由此，规定的表面压力作用于金属凸起部。
在专利文献1中公开了一种具备发电单电池的燃料电池堆，发电单电池具有从金属隔板的外周部向外方突出的载荷承受部。在该燃料电池堆中，在冲击载荷从外部作用于燃料电池堆时，载荷承受部与从堆壳体的内表面向内方突出的突出部接触，由此能够抑制发电单电池在与层叠方向正交的方向移动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开第2016/0072145号说明书
发明内容
发明所要解决的问题
然而，为了提高金属隔板中支承载荷承受部的部分的刚性，有时在金属隔板一体地突出成形在载荷承受部与金属凸起部之间沿着金属凸起部线状地延伸的肋。这样，在对燃料电池堆施加层叠方向的紧固载荷时，肋的突出端面与夹着MEA而位于该金属隔板相反侧的金属隔板(相反侧金属隔板)接触。
但是，肋的延伸方向的端部刚性比较高而难以挠曲。因此，燃料电池堆的紧固载荷会作用于肋的端部，在金属凸起部中与肋的延伸方向的端部靠近的部分所作用的表面压力会比较小(表面压力减弱)。因而，会导致作用于金属凸起部的表面压力不规则分布。
本发明是考虑这样的问题而做出的，目的在于提供能够使金属隔板中支承载荷承受部的部位的刚性提高并且能够减少在金属隔板的金属凸起部所作用的表面压力的不规则分布的燃料电池用隔板构件以及燃料电池堆。
用于解决问题的方案
本发明的一方式为燃料电池用隔板构件，具备：金属隔板，其形成燃料电池堆的发电单电池；以及载荷承受部，其以从所述金属隔板的外周部向外方突出的方式设置于所述金属隔板，在所述燃料电池用隔板构件中，在所述金属隔板的一方面，在所述金属隔板一体地突出成形有：金属凸起部，其围绕所述金属隔板的外周部并且用于防止反应气体从所述发电单电池的电解质膜-电极结构体与所述金属隔板之间泄漏；以及肋，其在所述载荷承受部与所述金属凸起部之间沿着所述金属凸起部线状地延伸，所述肋具有：肋主体，其位于所述肋的延伸方向的中间部；以及两个退让部，所述两个退让部位于所述肋的延伸方向的两端部，所述两个退让部各自的突出高度低于所述肋主体的突出高度。
本发明的另一方式为燃料电池堆，在多个具有上述的燃料电池用隔板构件的所述发电单电池层叠的状态下，对所述发电单电池的层叠方向施加紧固载荷。
发明的效果
根据本发明，由于在载荷承受部与金属凸起部之间突出成形有肋，因此能够使金属隔板中支承载荷承受部的部位的刚性提高。
另外，各退让部的突出高度低于肋主体的突出高度。由此，在将燃料电池用隔板构件组装于燃料电池堆而对层叠方向施加紧固载荷时，能够降低作用于肋的两端部的紧固载荷(或者能够使紧固载荷不作用于肋的两端部)。由此，能够抑制在金属凸起部中与肋的延伸方向的端部靠近的部分所作用的表面压力降低。因而，能够减少在金属隔板的金属凸起部所作用的表面压力的不规则分布。
根据参照附图来说明的以下实施方式的说明，能容易地理解上述的目的、特征以及优点。
附图说明
图1是具备本发明的一实施方式涉及的燃料电池用隔板构件的燃料电池堆的一部分的分解立体图。
图2是图1的燃料电池堆的示意性的横剖视图。
图3是构成图1的燃料电池堆的发电单电池的主要部分解立体图。
图4是沿着图2的IV-IV线的省略一部分的剖视图。
图5A是示出第一肋和载荷承受部的省略一部分的立体图，图5B是示出第二肋的省略一部分的立体图。
图6是沿图2的VI-VI线的剖视图。
具体实施方式
以下，例举优选的实施方式并参照附图来说明本发明涉及的燃料电池用隔板构件和燃料电池堆。
如图1所示，本实施方式涉及的燃料电池堆10具备层叠多个发电单电池12而成的层叠体14。燃料电池堆10例如以多个发电单电池12的层叠方向(箭头符号A方向)沿着燃料电池汽车的水平方向(车宽方向或者车长方向)的方式被搭载于燃料电池汽车。但也可以是，燃料电池堆10以多个发电单电池12的层叠方向沿着燃料电池汽车的铅垂方向(车高方向)的方式被搭载于燃料电池汽车。
在层叠体14的层叠方向(箭头符号A方向)的一端，朝向外方依次配设接线板16a、绝缘件18a以及端板20a。在层叠体14的层叠方向的另一端，朝向外方依次配设接线板16b、绝缘件18b以及端板20b。
在接线板16a电连接有输出端子22a。在接线板16b电连接有输出端子22b。各绝缘件18a、18b是具有电绝缘性的绝缘板。
各个端板20a、20b具有横长的长方形状。如图1和图2所示，在端板20a、20b的各个边之间配置连结构件24a～24d(连结杆)。各个连结构件24a～24d的两端被螺栓26固定在端板20a、20b的内表面(参照图1)。由此，连结构件24a～24d对燃料电池堆10(层叠体14)施加层叠方向(箭头符号A方向)的紧固载荷。
连结构件24a位于端板20a、20b的一方的长边的从中央向一端侧偏离的位置。连结构件24b位于端板20a、20b的另一方的长边的从中央向另一端侧偏离的位置。连结构件24c、24d位于端板20a、20b的各个短边的中央的位置。
燃料电池堆10具备盖部28，该盖部28从与层叠方向正交的方向覆盖层叠体14。盖部28具有：横长板形状的一组侧板30a、30b，其构成端板20a、20b的宽度方向(箭头符号C方向)的两端的两面；以及横长板形状的一组侧板30c、30d，其构成端板20a、20b的长度方向(箭头符号B方向)的两端的两面。各个侧板30a～30d被螺栓32固定于端板20a、20b的侧面。根据需要使用盖部28即可，也能够设为不要盖部28。盖部28也可以是，用一体的铸件或者一体的挤压材料来将侧板30a～30d形成为筒状。
如图3所示，发电单电池12具备：带树脂框的MEA 34；具有第一金属隔板36的燃料电池用隔板构件11；以及夹着带树脂框的MEA 34而位于第一金属隔板36相反侧的第二金属隔板38(相反侧金属隔板)。
在发电单电池12的长边方向即箭头符号B方向的一端缘部，沿着箭头符号C方向排列设置有氧化剂气体入口连通孔42a、冷却介质入口连通孔44a以及燃料气体出口连通孔46b。各发电单电池12的氧化剂气体入口连通孔42a在多个发电单电池12的层叠方向(箭头符号A方向)互相连通，供给氧化剂气体、例如含氧气体。各发电单电池12的冷却介质入口连通孔44a在箭头符号A方向互相连通，供给冷却介质，例如纯水、乙二醇、油等。各发电单电池12的燃料气体出口连通孔46b在箭头符号A方向互相连通，排出燃料气体，例如含氢气体。
在发电单电池12的箭头符号B方向的另一端缘部，沿着箭头符号C方向排列设置燃料气体入口连通孔46a、冷却介质出口连通孔44b以及氧化剂气体出口连通孔42b。各发电单电池12的燃料气体入口连通孔46a在箭头符号A方向互相连通，供给燃料气体。各发电单电池12的冷却介质出口连通孔44b在箭头符号A方向互相连通，排出冷却介质。各发电单电池12的氧化剂气体出口连通孔42b在箭头符号A方向互相连通，排出氧化剂气体。
此外，氧化剂气体入口连通孔42a和氧化剂气体出口连通孔42b、燃料气体入口连通孔46a和燃料气体出口连通孔46b、以及冷却介质入口连通孔44a和冷却介质出口连通孔44b也分别形成于端板20a(参照图1)。
氧化剂气体入口连通孔42a和氧化剂气体出口连通孔42b、燃料气体入口连通孔46a和燃料气体出口连通孔46b、以及冷却介质入口连通孔44a和冷却介质出口连通孔44b的各自的尺寸、位置、形状以及数量不限定于本实施方式。只要根据要求的规格适当设定即可。
在图3以及图4中，带树脂框的MEA 34具备：电解质膜-电极结构体(以下称为“MEA48”)；以及在MEA 48的外周部设置重叠部来接合并且围绕该外周部的树脂框构件50(树脂框部、树脂膜)。MEA 48具有电解质膜52、在电解质膜52的一方的面52a设置的阴极电极54以及在电解质膜52的另一方的面52b设置的阳极电极56。
电解质膜52例如是固体高分子电解质膜(阳离子交换膜)。固体高分子电解质膜例如是包含水分的全氟磺酸的薄膜。电解质膜52除了能够使用氟系电解质以外，还能够使用HC(碳化氢)系电解质。电解质膜52被阴极电极54和阳极电极56夹持。
虽未详细图示，阴极电极54具有与电解质膜52的一方的面52a接合的第一电极催化剂层、层叠于该第一电极催化剂层的第一气体扩散层。第一电极催化剂层是在第一气体扩散层的表面均匀地涂布表面承载有白金合金的多孔质碳粒子而形成的。阳极电极56具有与电解质膜52的另一方的面52b接合的第二电极催化剂层、层叠于该第二电极催化剂层的第二气体扩散层。第二电极催化剂层是在第二气体扩散层的表面均匀地涂布表面承载有白金合金的多孔质碳粒子而形成的。第一气体扩散层以及第二气体扩散层分别由碳纸、碳布等形成。
电解质膜52的平面尺寸小于阴极电极54以及阳极电极56的各自的平面尺寸。阴极电极54的外周缘部与阳极电极56的外周缘部夹持树脂框构件50的内周缘部。树脂框构件50构成为不透过反应气体(氧化剂气体以及燃料气体)。树脂框构件50设置于MEA 48的外周侧。
带树脂框的MEA 34也可以不使用树脂框构件50，而以使电解质膜52向外方突出的方式形成。另外也可以是，带树脂框的MEA 34以在向外方突出的电解质膜52的两侧设置框形状的膜的方式而形成。
在图3中，第一金属隔板36以及第二金属隔板38形成为长方形(四边形)。第一金属隔板36以及第二金属隔板38例如是将钢板、不锈钢板、铝板、镀处理钢板、或者在其金属表面实施了防腐蚀用的表面处理而形成的金属薄板的截面冲压成型为波形来构成的。第一金属隔板36与第二金属隔板38在互相重叠的状态下通过焊接、钎焊、嵌塞(日文：かしめ)等将外周接合为一体，构成接合隔板39。
如图3以及图4所示，在第一金属隔板36的朝向MEA 48的面36a设置将氧化剂气体入口连通孔42a与氧化剂气体出口连通孔42b连通的氧化剂气体流路58。氧化剂气体流路58具有在箭头符号B方向直线状地延伸的多个氧化剂气体流路槽60。各氧化剂气体流路槽60也可以在箭头符号B方向波状地延伸。
在第一金属隔板36设置第一密封部62，该第一密封部62围绕第一金属隔板36的外周部并且防止氧化剂气体(反应气体)从MEA 48与第一金属隔板36之间向外部泄漏。第一密封部62具有与第一金属隔板36一体成形的第一金属凸起部64。第一金属凸起部64从第一金属隔板36向夹着MEA 48而位于相反侧的第二金属隔板38侧突出。
在图4中，第一金属凸起部64的横截面形状为朝向前端侧而前端变细形状的梯形形状。即，第一金属凸起部64包括：相对于隔板厚度方向(层叠方向、箭头符号A方向)而倾斜的两侧的第一密封侧壁部66；以及将这些第一密封侧壁部66的前端部彼此相连的第一密封连结壁部68。各第一密封侧壁部66沿朝向树脂框构件50而互相接近的方向倾斜。第一密封部62的突出端面62a(第一金属凸起部64的突出端面)是平坦面，与树脂框构件50的一方的面50a面接触。
而且也可以是，第一密封侧壁部66与隔板厚度方向平行地延伸。即，第一金属凸起部64的横截面形状也可以形成为矩形。另外也可以是，第一密封部62的突出端面62a(第一金属凸起部64的突出端面)是向树脂框构件50侧突出的弯曲面(R面)。
也可以是，第一密封部62具有通过印刷或者涂布等而固着在第一金属凸起部64的突出端面的具有弹性的树脂材料。该树脂材料例如由聚酯纤维构成。
在图3以及图5A中，在从隔板厚度方向观察时，第一密封部62呈波状地延伸。第一密封部62的波的周期以及振幅只要适当设定为能够得到良好的密封特性即可。即，第一密封部62具有第一凹状弯曲部70与第一凸状弯曲部72交替地配置而成的结构。第一凹状弯曲部70以相对于第一金属隔板36的外缘部而凹陷的方式弯曲。第一凸状弯曲部72以朝向第一金属隔板36的外缘部突出的方式弯曲。但也可以是，第一密封部62呈直线状地延伸。
如图3以及图4所示，在第二金属隔板38的朝向MEA 48的面38a，设置将燃料气体入口连通孔46a与燃料气体出口连通孔46b连通的燃料气体流路74。燃料气体流路74具有在箭头符号B方向延伸的多个燃料气体流路槽76。也可以是，各燃料气体流路槽76在箭头符号B方向波状地延伸。
在第二金属隔板38设置第二密封部80，该第二密封部80围绕第二金属隔板38的外周部并且防止燃料气体(反应气体)从MEA 48与第二金属隔板38之间向外部泄漏。第二密封部80具有与第二金属隔板38一体成形的第二金属凸起部82。第二金属凸起部82从第二金属隔板38向夹着MEA 34而位于相反侧的第一金属隔板36侧突出。
在图4中，第二金属凸起部82的横截面形状为朝向前端侧而前端变细形状的梯形形状。即，第二金属凸起部82包括：相对于隔板厚度方向而倾斜的两侧的第二密封侧壁部84；以及将这些第二密封侧壁部84的端部彼此相连的第二密封连结壁部86。各第二密封侧壁部84沿朝向树脂框构件50而互相接近的方向倾斜。第二密封部80的突出端面80a(第二金属凸起部82的突出端面)是平坦面，与树脂框构件50的另一方的面50b面接触。
而且也可以是，第二密封侧壁部84与隔板厚度方向平行地延伸。即也可以是，第二金属凸起部82的横截面形状形成为矩形。另外也可以是，第二密封部80的突出端面80a(第二金属凸起部82的突出端面)是向树脂框构件50侧突出的弯曲面(R面)。
第一密封部62以及第二密封部80以从隔板厚度方向(层叠方向)观察时互相重叠的方式配置。因此，在对燃料电池堆10施加紧固载荷的状态下，第一金属凸起部64以及第二金属凸起部82分别弹性变形(压缩变形)。另外，在该状态下，第一密封部62的突出端面62a与树脂框构件50的一方的面50a接触并且第二密封部80的突出端面80a与树脂框构件50的另一方的面50b接触。
第二密封部80也可以具有通过印刷或者涂布等而固着于第二金属凸起部82的突出端面的具有弹性的树脂材料。该树脂材料例如由聚酯纤维构成。
如图3以及图5B所示，在从隔板厚度方向观察时，第二密封部80呈波状地延伸。第二密封部80的波的周期以及振幅如果适当设定为能够得到良好的密封特性即可。即，第二密封部80具有第二凹状弯曲部88与第二凸状弯曲部90交替地配置而成的结构。第二凹状弯曲部88以相对于第二金属隔板38的外缘部而凹陷的方式弯曲。第二凸状弯曲部90以朝向第二金属隔板38的外缘部突出的方式弯曲。但也可以是，第二密封部80呈直线状地延伸。
在图3以及图4中，在第一金属隔板36的面36b与第二金属隔板38的面38b之间设置将冷却介质入口连通孔44a与冷却介质出口连通孔44b连通的冷却介质流路91。冷却介质流路91具有沿着箭头符号B方向直线状地延伸的多个冷却介质流路槽93。冷却介质流路91由氧化剂气体流路58的背面形状与燃料气体流路74的背面形状形成。
如图2～图5A所示，燃料电池用隔板构件11具备：载荷承受部94a，其设置于在第一金属隔板36形成的支承部92a；以及载荷承受部94b，其设置于在第一金属隔板36形成的支承部92b。
在图2以及图3中，支承部92a从第一金属隔板36的一方的长边朝向外方(箭头符号C方向)突出。支承部92a以与连结构件24a相向的方式位于第一金属隔板36的一方的长边的从中央向一端侧偏离的位置。支承部92a通过冲压成型来与第一金属隔板36设置为一体。但也可以是，支承部92a与第一金属隔板36接合。支承部92a支承载荷承受部94a。也可以是，支承部92a不从第一金属隔板36的一方的长边向外方突出。
如图4以及图5A所示，载荷承受部94a是用于承受与发电单电池12的层叠方向正交的方向(箭头符号B方向)的外部载荷(冲击载荷)的板状构件。在图4和图5A中，载荷承受部94a具备从支承部92a朝向箭头符号C方向来向外方突出的凸部96、以及与凸部96一体地设置并与支承部92a接合的安装部98。
载荷承受部94a的凸部96(参照图2)插入到在连结构件24a形成的凹部100a内。而且也可以是，连结构件24a与盖部28一体地形成。关于连结构件24b也是同样的。在图4中，在凸部96的中央部形成定位孔108，在制造燃料电池堆10时，用于将各个发电单电池12定位的棒106插通该定位孔108。而且，在各个发电单电池12的定位完成之后，棒106既可以从定位孔108拔出，也可以留在定位孔108。
如图4和图5A所示，凸部96具有构成其外形形状的基底部110、以及将基底部110的外表面覆盖的绝缘部112。基底部110与安装部98通过对一个金属板进行冲压成型而成形为一体。作为构成基底部110以及安装部98的材料能够举出与构成第一金属隔板36和第二金属隔板38的材料相同的材料。绝缘部112切断基底部110与连结构件24a之间的电连接。
在图5A中，安装部98形成为大致长方形，并且在箭头符号B方向延伸。安装部98位于支承部92a的箭头符号B方向的中央部的位置。安装部98在与支承部92a的面(第一金属隔板36的面36a)重叠的状态下通过焊接或者钎焊等而与支承部92a接合。安装部98与支承部92a相互接合的接合部114(焊接凸起部)沿着安装部98的长度方向(箭头符号B方向)延伸。
如图2所示，支承部92b从第一金属隔板36的另一方的长边朝向外方(箭头符号C方向)突出。支承部92b以与连结构件24b相向的方式位于第一金属隔板36的另一方的长边的从中央向另一端侧偏离的位置。支承部92b通过冲压成型来与第一金属隔板36设置为一体。但也可以是，支承部92b与第一金属隔板36接合。支承部92b支承载荷承受部94b。也可以是，支承部92b不从第一金属隔板36的另一方的长边向外方突出。
在图2、图3以及图5A中，载荷承受部94b是用于承受与发电单电池12的层叠方向正交的方向(箭头符号B方向)的外部载荷(冲击载荷)的板状构件。与上述的载荷承受部94a同样地构成载荷承受部94b。换言之，载荷承受部94b具有将载荷承受部94a上下反转而成的形状。因此，省略载荷承受部94b的详细的结构的说明。此外，载荷承受部94b的凸部96插入到在连结构件24b形成的凹部100b内(参照图2)。
如图2～图5A所示，在第一金属隔板36的面36a(一方面)一体地突出成形有第一肋116a、116b。第一肋116a、116b朝向夹着MEA 48而位于第一金属隔板36相反侧的第二金属隔板38突出。即，第一肋116a、116b沿着第一金属凸起部64的突出方向突出。而且，在以下的说明中，有时将相对于第一金属隔板36而言夹着MEA 48而位于相反侧的第二金属隔板38称为“相反侧第二金属隔板38”。
在图5A中，第一肋116a位于第一金属隔板36中第一密封部62与载荷承受部94a之间的位置。换言之，第一肋116a设置于支承部92a。第一肋116a与第一密封部62和载荷承受部92a分别分离。第一肋116a沿着第一密封部62的延伸方向(箭头符号B方向)直线状地延伸。但是，第一肋116a也可以呈波状地延伸。第一肋116a沿着载荷承受部94a的安装部98，在箭头符号B方向延伸与安装部98大致相同的长度。第一肋116a的宽尺寸遍及第一肋116a的全长地为固定。
如图4以及图5A所示，第一肋116a具有：第一肋主体118，其位于延伸方向的中间；以及两个第一退让部120，其位于第一肋116a的两端部。第一肋主体118的横截面形状为朝向第一肋116a的突出方向而前端变细形状的梯形形状。
即，第一肋主体118包括：两侧的第一中间侧壁部122，其相对于隔板厚度方向而倾斜；以及第一中间顶部124，其将这些第一中间侧壁部122的突出端部彼此相连。各第一中间侧壁部122在朝向相反侧第二金属隔板38而互相接近的方向倾斜。第一肋主体118的顶面(第一中间顶面118a)是平坦面。
如图5A以及图6所示，两个第一退让部120与第一肋主体118的两端部连结。各第一退让部120包括：第一端部侧壁部126，其将两侧的第一中间侧壁部122的箭头符号B方向的端部彼此相连；以及第一侧方顶部128，其将第一中间顶部124与第一端部侧壁部126互相连结。第一中间顶部124与第一侧方顶部128互相平滑地相连。
第一端部侧壁部126以朝向第一肋116a的延伸方向的外侧而圆弧状地突出的方式形成。各第一退让部120的顶面(第一退让面120a)朝向第一肋116a的延伸方向的尽端来向第一肋116a的根基侧倾斜。具体来说，各第一退让面120a是从第一中间顶面118a朝向第一肋116a的延伸方向的尽端来向第一肋116a的根基侧而锥状地倾斜的平坦面。
也可以是，第一中间侧壁部122与隔板厚度方向平行。换言之，第一肋主体118的横截面形状也可以形成为矩形。第一中间顶面118a也可以是朝向相反侧第二金属隔板38突出的弯曲面(R面)。
在图6中，沿着第一肋116a的延伸方向(箭头符号B方向)的第一退让面120a的长度L1短于沿着箭头符号B方向的第一中间顶面118a的长度L2。第一退让面120a的长度L1相对于第一肋116a的顶面的沿着箭头符号B方向的长度L3的比例例如优选设定为0.05<(L1/L3)<0.3。但是，(L1/L3)的值能够适当变更。
各第一退让部120的突出高度低于第一肋主体118的突出高度。另外，各第一退让部120的突出高度低于第一密封部62(第一金属凸起部64)的突出高度。
各第一退让面120a相对于第一中间顶面118a的倾斜角度θ1优选设定为5°以上且小于90°，更优选设定为20°以上且45°以下。在图5A中，各第一退让部120与第一密封部62分离。各第一退让部120的前端(箭头符号B方向的端)与第一密封部62(第一金属凸起部64)的第一凹状弯曲部70相向。
如图2、图3以及图5A所示，第一肋116b位于第一密封部62与载荷承受部94b之间的位置。换言之，第一肋116b设置于支承部92b。第一肋116b与第一密封部62和载荷承受部94b分别分离。第一肋116b与上述的第一肋116a同样地构成。因此，省略第一肋116b的结构的说明。
如图3、图4以及图5B所示，在第二金属隔板38的面38b一体地突出成形第二肋130a、130b。第二肋130a、130b朝向夹着MEA 48而位于第二金属隔板38相反侧的第一金属隔板36(第一肋116a、116b)突出。即，第二肋130a、130b沿着第二金属凸起部82的突出方向突出。
第二肋130a位于比第二密封部80靠外周侧的位置并且与第一肋116a相向。第二肋130a沿着第二密封部80的延伸方向(箭头符号B方向)直线状地延伸。但也可以是，第二肋130a呈波状地延伸。第二肋130a在箭头符号B方向延伸与第一肋116a大致相同的长度。
如图4以及图5B所示，第二肋130a具有：第二肋主体132，其位于延伸方向的中间；以及两个第二退让部134，其位于第二肋130a的两端部。第二肋主体132的横截面形状为朝向第二肋130a的突出方向而前端变细形状的梯形形状。
即，第二肋主体132包括：两侧的第二中间侧壁部136，其相对于隔板厚度方向而倾斜；以及第二中间顶部138，其将这些第二中间侧壁部136的突出端部彼此相连。各第二中间侧壁部136在朝向第一肋116a(第一肋主体118)而互相接近的方向倾斜。第二肋主体132的顶面(第二中间顶面132a)是平坦面。在对燃料电池堆10施加紧固载荷的状态下，第二中间顶面132a与第一肋116a的第一中间顶面118a抵接。
如图5B以及图6所示，两个第二退让部134与第二肋主体132的两端部连结。各第二退让部134包括：第二端部侧壁部140，其将两侧的第二中间侧壁部136的箭头符号B方向的端部彼此相连；以及第二侧方顶部142，其将第二中间顶部138与第二端部侧壁部140互相连结。第二中间顶部138与第二侧方顶部142互相平滑地相连。
第二端部侧壁部140以朝向第二肋130a的延伸方向的外侧而圆弧状地突出的方式形成。在图6中，各第二退让部134的顶面(第二退让面134a)朝向第二肋130a的延伸方向的尽端来向第二肋130a的根基侧倾斜。具体来说，各第二退让面134a是从第二中间顶面132a朝向第二肋130a的延伸方向的尽端来向第二肋130a的根基侧而锥状地倾斜的平坦面。
也可以是，第二中间侧壁部136与隔板厚度方向平行。换言之，第二肋主体132的横截面形状也可以形成为矩形。第二中间顶面132a是朝向第一肋116a突出的弯曲面(R面)。
沿着第二肋130a的延伸方向(箭头符号B方向)的第二退让面134a的长度L4短于沿着箭头符号B方向的第二中间顶面132a的长度L5。第二退让面134a的长度L4相对于第二肋130a的顶面的沿着箭头符号B方向的长度L6的比例例如优选设定为0.05<(L4/L6)<0.3。但是，(L4/L6)的值能够适当变更。
各第二退让部134的突出高度低于第二肋主体132的突出高度。另外，各第二退让部134的突出高度低于第二密封部80(第二金属凸起部82)的突出高度。
各第二退让面134a相对于第二中间顶面132a的倾斜角度θ2优选设定为5°以上且小于90°，更优选设定为20°以上且45°以下。在图5B中，各第二退让部134与第二密封部80分离。各第二退让部134的前端(箭头符号B方向的端)与第二密封部80(第二金属凸起部82)的第二凹状弯曲部88相向。在对燃料电池堆10施加紧固载荷的状态下，第二退让面134a与第一肋116a的第一退让面120a不接触。
第二肋130b位于比第二密封部80靠外周侧的位置并且与第一肋116b相向。第二肋130b与上述的第二肋130a同样地构成。因此，省略第二肋130b的结构的说明。
然后，说明构成为这样的燃料电池堆10的作用。
首先，如图1所示，向端板20a的氧化剂气体入口连通孔42a供给氧化剂气体。向端板20a的燃料气体入口连通孔46a供给燃料气体。向端板20a的冷却介质入口连通孔44a供给冷却介质。
如图3所示，从氧化剂气体入口连通孔42a向第一金属隔板36的氧化剂气体流路58导入氧化剂气体。氧化剂气体沿着氧化剂气体流路58在箭头符号B方向移动，被供给至MEA48的阴极电极54。
另一方面，从燃料气体入口连通孔46a向第二金属隔板38的燃料气体流路74导入燃料气体。燃料气体沿着燃料气体流路74在箭头符号B方向移动，被供给至MEA 48的阳极电极56。
因而，在各MEA 48中，被供给至阴极电极54的氧化剂气体与被供给至阳极电极56的燃料气体因电化学反应被消耗，来进行发电。
接着，被供给至阴极电极54并被消耗了的氧化剂气体沿着氧化剂气体出口连通孔42b在箭头符号A方向被排出。同样地，被供给至阳极电极56并被消耗了的燃料气体沿着燃料气体出口连通孔46b在箭头符号A方向被排出。
另外，被供给至冷却介质入口连通孔44a的冷却介质被导入至在第一金属隔板36与第二金属隔板38之间形成的冷却介质流路91之后，在箭头符号B方向流通。该冷却介质将MEA 48冷却后，从冷却介质出口连通孔44b被排出。
在本实施方式中，当从外部向燃料电池堆10施加箭头符号B方向的冲击载荷时，载荷承受部94a与连结构件24a的构成凹部100a的壁面接触并且载荷承受部94b与连结构件24b的构成凹部100b的壁面接触。由此，能抑制发电单电池12在箭头符号B方向发生位置偏离。
本实施方式涉及的燃料电池用隔板构件11以及燃料电池堆10实现以下的效果。
在燃料电池用隔板构件11中，在第一金属隔板36的面36a，在第一金属隔板36一体地突出成形有：第一金属凸起部64；以及第一肋116a、116b，其在载荷承受部94a、94b与第一金属凸起部64之间沿着第一金属凸起部64而线状地延伸。
第一肋116a、116b具有：第一肋主体118，其位于第一肋116a、116b的延伸方向的中间部；以及两个第一退让部120，其位于第一肋116a、116b的延伸方向的两端部。两个第一退让部120的各自的突出高度低于第一肋主体118的突出高度。
根据这样的结构，在载荷承受部94a、94b与第一金属凸起部64之间突出成形第一肋116a、116b，因此能够使第一金属隔板36中支承载荷承受部94a、94b的部位的刚性提高。
另外，各第一退让部120的突出高度低于第一肋主体118的突出高度。因此，在将燃料电池用隔板构件11组装于燃料电池堆10且对层叠方向施加紧固载荷时，能够降低作用于第一肋116a、116b的两端部的紧固载荷(或者能够使紧固载荷不作用于第一肋116a、116b的两端部)。因而，能够抑制在第一金属凸起部64中与第一肋116a、116b的延伸方向的端部靠近的部分所作用的表面压力降低。因而，能够减少在第一金属隔板36的第一金属凸起部64所作用的表面压力的不规则分布。
各第一退让部120的第一退让面120a朝向第一肋116a、116b的延伸方向的尽端来向第一肋116a、116b的根基侧倾斜。
根据这样的结构，能够使第一退让部120的突出高度低于第一肋主体118的突出高度。
从隔板厚度方向观察时，第一金属凸起部64呈波状地延伸，各第一退让部120与第一金属凸起部64中以相对于第一金属隔板36的外缘部而凹陷的方式弯曲的第一凹状弯曲部70相向。
根据这样的结构，能够使第一金属凸起部64与第一退让部120的距离比较长。由此，能够进一步抑制在第一金属凸起部64中与第一肋116a、116b的延伸方向的端部靠近的部分所作用的表面压力降低。
第一肋116a、116b遍及全长呈直线状地延伸。
根据这样的结构，能够使燃料电池用隔板构件11的结构简单化。
各第一退让部120的突出高度低于第一金属凸起部64的突出高度。
根据这样的结构，能够有效果地抑制在第一金属凸起部64中与第一肋116a、116b的延伸方向的端部靠近的部分所作用的表面压力降低。
沿着第一肋116a、116b的延伸方向的各第一退让面120a的长度L1短于沿着第一肋116a、116b的延伸方向的第一中间顶面118a的长度L2。
根据这样的结构，能够有效果地提高支承部92a、92b的刚性并且降低在第一金属凸起部64所作用的表面压力的不规则分布。
本发明不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行各种的改变。
将以上的实施方式总结如下。
上述实施方式公开一种燃料电池用隔板构件，具备：金属隔板36，其形成燃料电池堆10的发电单电池12；以及载荷承受部94a、94b，其以从所述金属隔板的外周部朝向外方突出的方式设置于所述金属隔板，在所述燃料电池用隔板构件11中，在所述金属隔板的一方面36a，在所述金属隔板一体地突出成形有：金属凸起部64，其围绕所述金属隔板的外周部并且用于防止反应气体从所述发电单电池的电解质膜-电极结构体48与所述金属隔板之间泄漏；以及肋116a、116b，其在所述载荷承受部与所述金属凸起部之间沿着所述金属凸起部线状地延伸，所述肋具有：肋主体118，其位于所述肋的延伸方向的中间部；以及两个退让部120，所述两个退让部120位于所述肋的延伸方向的两端部，所述两个退让部各自的突出高度低于所述肋主体的突出高度。
在上述的燃料电池用隔板构件中，也可以是，所述两个退让部各自的突出端面120a朝向所述肋的延伸方向的尽端来向所述肋的根基侧倾斜。
在上述的燃料电池用隔板构件中，也可以是，从隔板厚度方向观察时，所述金属凸起部呈波状地延伸，所述两个退让部各自与所述金属凸起部中以相对于所述金属隔板的外缘部而凹陷的方式弯曲的凹状弯曲部70相向。
在上述的燃料电池用隔板构件中，也可以是，所述肋遍及全长呈直线状地延伸。
在上述的燃料电池用隔板构件中，也可以是，所述两个退让部各自的突出高度低于所述金属凸起部的突出高度。
在上述的燃料电池用隔板构件中，也可以是，沿着所述肋的延伸方向的所述两个退让部各自的突出端面的长度短于沿着所述肋的延伸方向的所述肋主体的突出端面118a的长度。
在上述的燃料电池用隔板构件中，也可以是，所述肋与所述载荷承受部和所述金属凸起部分别分离。
在上述的燃料电池用隔板构件中，也可以是，所述两个退让部各自的突出端面是平坦面。
在上述的燃料电池用隔板构件中，也可以是，所述肋的宽尺寸遍及该肋的全长地为固定。
上述实施方式公开一种燃料电池堆，在多个具有上述的燃料电池用隔板构件的所述发电单电池层叠的状态下，对所述发电单电池的层叠方向施加紧固载荷。

Claims (10)

1.一种燃料电池用隔板构件，具备：金属隔板(36)，其形成燃料电池堆(10)的发电单电池(12)；以及载荷承受部(94a、94b)，其以从所述金属隔板的外周部向外方突出的方式设置于所述金属隔板，在所述燃料电池用隔板构件(11)中，
在所述金属隔板的一方面(36a)，在所述金属隔板一体地突出成形有：金属凸起部(64)，其围绕所述金属隔板的外周部并且用于防止反应气体从所述发电单电池的电解质膜-电极结构体(48)与所述金属隔板之间泄漏；以及肋(116a、116b)，其在所述载荷承受部与所述金属凸起部之间沿着所述金属凸起部线状地延伸，
所述肋具有：
肋主体(118)，其位于所述肋的延伸方向的中间部；以及
两个退让部(120)，所述两个退让部位于所述肋的延伸方向的两端部，
所述两个退让部各自的突出高度低于所述肋主体的突出高度。
2.根据权利要求1所述的燃料电池用隔板构件，其特征在于，
所述两个退让部各自的突出端面(120a)朝向所述肋的延伸方向的尽端来向所述肋的根基侧倾斜。
3.根据权利要求1所述的燃料电池用隔板构件，其特征在于，
从隔板厚度方向观察时，所述金属凸起部呈波状地延伸，
所述两个退让部各自与所述金属凸起部中以相对于所述金属隔板的外缘部而凹陷的方式弯曲的凹状弯曲部(70)相向。
4.根据权利要求3所述的燃料电池用隔板构件，其特征在于，
所述肋遍及全长呈直线状地延伸。
5.根据权利要求1所述的燃料电池用隔板构件，其特征在于，
所述两个退让部各自的突出高度低于所述金属凸起部的突出高度。
6.根据权利要求1所述的燃料电池用隔板构件，其特征在于，
沿着所述肋的延伸方向的所述两个退让部的各自的突出端面的长度短于沿着所述肋的延伸方向的所述肋主体的突出端面(118a)的长度。
7.根据权利要求1所述的燃料电池用隔板构件，其特征在于，
所述肋与所述载荷承受部和所述金属凸起部分别分离。
8.根据权利要求1所述的燃料电池用隔板构件，其特征在于，
所述两个退让部各自的突出端面是平坦面。
9.根据权利要求1所述的燃料电池用隔板构件，其特征在于，
所述肋的宽尺寸遍及该肋的全长地为固定。
10.一种燃料电池堆，在多个具有根据权利要求1～9中的任一项所述的燃料电池用隔板构件的所述发电单电池层叠的状态下，对所述发电单电池的层叠方向施加紧固载荷。
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