專利名稱：燃料電池電池堆及用于燃料電池電池堆的緊固和加強機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃料電池，尤其涉及燃料電池中用于電池堆(stack)的改進的緊固機構(gòu)和用于加強燃料電池電池堆的改進機構(gòu)。
背景技術(shù)：
一般而言，燃料電池是通過空氣中的氧氣與如甲醇、乙醇和天然氣之類的碳氫化合物中包含的氫氣之間的電化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)反應(yīng)能直接轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電系統(tǒng)。
這類燃料電池能夠發(fā)電并提供作為發(fā)電的副產(chǎn)物的熱量。通過燃料氣體和氧化劑之間的電化學(xué)反應(yīng)在不進行燃燒的情況下可以產(chǎn)生電力和熱量，同時可利用這兩者。
最近發(fā)展的聚合物電解質(zhì)膜燃料電池(PEMFC)包括稱為電池堆的燃料電池主體、燃料箱和將燃料從燃料箱提供給電池堆的燃料泵。PEMFC還可以包括重整器，用于重整燃料以產(chǎn)生氫氣并且在將貯存在燃料箱中的燃料提供給電池堆的過程中將產(chǎn)生的氫氣提供給電池堆。
在PEMFC中，通過燃料泵將儲存在燃料箱中的燃料提供給重整器。然后，重整器重整燃料并且產(chǎn)生氫氣。電池堆使氫氣和氧氣彼此進行電化學(xué)反應(yīng)，由此產(chǎn)生電能。
在上述燃料電池系統(tǒng)中，發(fā)電的電池堆包括順序堆疊在一起的單元電池。每一單元電池具有膜-電極組件(MEA)和在單元電池的兩個表面上緊夾單元電池的隔板。位于電池堆的兩個最外側(cè)的隔板可以用作端板。
MEA具有在電解質(zhì)膜兩側(cè)上與電解質(zhì)膜兩表面連接的陽極和陰極。隔板將膜-電極組件隔開。隔板同時起將燃料電池中反應(yīng)需要的氫氣和氧氣提供給MEA的陽極和陰極的管道的作用。隔板還起將每一MEA的陽極和陰極串聯(lián)起來的導(dǎo)體的作用。在燃料電池領(lǐng)域中，這種隔板也稱為雙極板。
在具有上述結(jié)構(gòu)的電池堆中，通常將堆疊的單元電池彼此緊固在一起而形成單一體，以避免燃料的泄漏并起到電池的作用。出于這個目的，可以用粘合劑將單元電池結(jié)合以形成單一體?；蛘?，可通過使用端板將單元電池壓緊在一起來緊固單元電池。
圖11示出了使用端板的壓緊型緊固結(jié)構(gòu)的實例。在圖11中，燃料電池電池堆的傳統(tǒng)緊固結(jié)構(gòu)包括插入形成在兩個端板210中的孔中的緊固桿220，此兩端板支撐電池堆220的兩端。螺母230擰緊在緊固桿220端部形成的陽螺紋上，以將端板緊固在適當?shù)奈恢蒙?。通過將螺母230擰緊在插入形成于端板210中的孔中的緊固桿200端部的陽螺紋上，可對兩端板210施壓，由此以適當壓力緊固電池堆。
然而，上述傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)需要許多組件如螺釘、螺母和緊固桿墊圈，這增加了成本和組裝及拆卸所需的時間。此外，這種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)增加了電池堆的整體體積，難以在小型燃料電池中使用電池堆。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種用于燃料電池中電池堆的簡化緊固結(jié)構(gòu)，以及包括該電池堆的燃料電池系統(tǒng)。還提供一種用于燃料電池電池堆的加強結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于燃料電池系統(tǒng)的電池堆。該電池堆包括至少一個發(fā)電體、外殼和蓋。發(fā)電體包括MEA和位于MEA兩表面上的隔板。外殼具有內(nèi)部空間，發(fā)電體位于其中，蓋與外殼結(jié)合以將發(fā)電體固定在適當位置。還包括用于將外殼和蓋結(jié)合、同時將發(fā)電體保持在適當位置的結(jié)合裝置?？蓪⒔Y(jié)合裝置形成為外殼和蓋的整體部分，并且能夠至少部分地沿外殼和蓋的周邊結(jié)合外殼和蓋。
至少在外殼和蓋的之一上形成多個孔。
可以在外殼和蓋的至少之一的內(nèi)表面上形成緩沖部件，以便彈性地支撐發(fā)電體。可以在緩沖部件中形成與外殼和蓋中形成的孔相對應(yīng)的孔。
外殼可以具有底表面、從底表面延伸的側(cè)表面和具有開口端的內(nèi)部空間，例如形成敞開的盒狀。MEA和隔板可以順序堆疊成基本上與外殼的底表面平行或垂直。
可以在外殼的外表面上形成突起，并且可以在蓋處形成彈性鎖定所述突起的鎖定卡齒。通過突起和鎖定卡齒可以使外殼和蓋彼此結(jié)合在一起。可以用突起部分之間的間隙間隔地形成突起，或者沿外殼的外表面連續(xù)形成突起。鎖定卡齒的橫截面可以為具有狹窄前端的三角形橫截面。
當外殼和蓋均形成了具有一個開口端的容器時，結(jié)合裝置可以包括L形的朝外彎曲的彎曲部分，該彎曲部分形成在外殼和蓋的開口端處。在這種情況，外殼和蓋可以通過包括螺栓和螺母的固定裝置彼此結(jié)合。螺栓和螺母可以用于結(jié)合外殼和蓋的前端的L形彎曲部分。
可以通過將外殼和蓋焊接在一起而使其彼此結(jié)合。
外殼和蓋可以由金屬或塑料制成。
外殼和蓋的表面可以呈波紋狀并且形成有縱向延伸的凹入部分和凸起部分?？晒┻x擇的是，可將加強部件形成在外殼和蓋的至少一個表面上。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種包括上述電池堆的燃料電池系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括向電池堆提供燃料的燃料供應(yīng)單元和向電池堆提供空氣的空氣供應(yīng)單元。
燃料電池系統(tǒng)可以使用PEMFC型式或者直接氧化燃料電池(DOFC)型式。


圖1為本發(fā)明一實施方式的燃料電池系統(tǒng)的示意圖；圖2為本發(fā)明第一實施方式的燃料電池系統(tǒng)的電池堆的透視圖；圖3為本發(fā)明第一實施方式的燃料電池系統(tǒng)的電池堆的分解透視圖；圖4A為沿圖2中線IV-IV剖切的橫截面圖；圖4B為圖4A的一部分的放大圖；圖5為第一實施方式的改型實例的外殼透視圖；圖6A為本發(fā)明第二實施方式的燃料電池系統(tǒng)的電池堆的橫截面圖；圖6B為圖6A的一部分的放大圖；圖7A為本發(fā)明第三實施方式的燃料電池系統(tǒng)的電池堆的橫截面圖；圖7B為圖7A的一部分的放大圖；圖8A為本發(fā)明第四實施方式的燃料電池系統(tǒng)的電池堆的橫截面圖；圖8B為圖8A的一部分的放大圖；圖9為本發(fā)明第五實施方式的燃料電池系統(tǒng)的電池堆的透視圖；圖10為本發(fā)明第六實施方式的燃料電池系統(tǒng)的電池堆的透視圖；
圖11為傳統(tǒng)燃料電池系統(tǒng)的電池堆緊固結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
具體實施例方式
圖1為本發(fā)明一實施方式的燃料電池系統(tǒng)的示意圖。在圖1中，燃料電池系統(tǒng)100包括用于重整液體燃料以產(chǎn)生氫氣的重整器20、用于將重整器20產(chǎn)生的氫氣與外部空氣之間反應(yīng)的電化學(xué)反應(yīng)能轉(zhuǎn)化成電能的電池堆10、用于向重整器20提供液體燃料的燃料供應(yīng)單元30、用于向電池堆10提供空氣的空氣供應(yīng)單元40、以及用于冷卻空氣供應(yīng)單元40和電池堆10的冷卻器70。使用DOFC型式的燃料電池系統(tǒng)不包括重整器。
雖然本發(fā)明并不局限于使用PEMFC的燃料電池系統(tǒng)，但是用這種類型的燃料電池結(jié)構(gòu)來說明本發(fā)明的實施方式。
在圖1示出的燃料電池系統(tǒng)中，重整器20利用重整反應(yīng)將液體燃料轉(zhuǎn)化成電池堆10中進行發(fā)電所需要的氫氣。重整器20還可降低所產(chǎn)生的氫氣中含有的一氧化碳的濃度。
通常重整器20包括重整液體燃料以產(chǎn)生氫氣的重整單元和降低產(chǎn)生的氫氣中所含有的一氧化碳濃度的一氧化碳減少單元(carbon monoxidereducing unit)。重整單元通過如蒸汽重整、優(yōu)選氧化或自熱反應(yīng)(auto-thermalreaction)之類的催化反應(yīng)將燃料轉(zhuǎn)化成富氫重整氣體。一氧化碳減少單元利用如水汽轉(zhuǎn)移(WGS)和優(yōu)選氧化或使用分離膜的氫氣提純之類的催化反應(yīng)降低重整氣體中一氧化碳的濃度。重整器20通過第二供應(yīng)管路92可以與電池堆10連接。
燃料供應(yīng)單元30包括儲存液體燃料的燃料箱31和與燃料箱31連接的燃料泵33。燃料泵33具有以預(yù)定抽吸功率使燃料箱31中存儲的液體燃料從燃料箱31排出的功能。燃料供應(yīng)單元30和重整器20可以通過第一供應(yīng)管路91彼此連接。
空氣供應(yīng)單元40包括抽吸外部空氣并將其提供給電池堆10的空氣泵41?？諝夤?yīng)單元40和電池堆10可以通過第三供應(yīng)管路93彼此連接。
圖2為本發(fā)明第一實施方式的燃料電池系統(tǒng)的電池堆透視圖，圖3為圖2所示的燃料電池系統(tǒng)的電池堆的分解透視圖，圖4A為沿圖2中線IV-IV剖切的橫截面視圖，圖4B為圖4A所示的部分“A”的放大圖。
如圖2、3和4A所示，燃料電池系統(tǒng)100中使用的電池堆10包括至少一個發(fā)電體11。每一發(fā)電體11使由重整器20重整的氫氣和外部空氣中包含的氧氣之間發(fā)生氧化和還原反應(yīng)以產(chǎn)生電能。每一發(fā)電體11構(gòu)成用于發(fā)電的單元電池。
發(fā)電體11包括使氫氣和空氣發(fā)生氧化和還原反應(yīng)的MEA 11a和將氫氣和空氣提供到MEA的隔板11b。在發(fā)電體11中，隔板11b位于MEA 11a的兩個表面上。
位于最外側(cè)發(fā)電體11的側(cè)面處的隔板11b可以與入口112和出口114連接。通過入口112，分別將氫氣和空氣提供給隔板11b的氫氣通道和空氣通道。MEA 11a中未發(fā)生反應(yīng)和剩余的氫氣和空氣通過出口114被排出。
為了以恒定壓力將發(fā)電體11保持在一起，用于燃料電池系統(tǒng)的電池堆10包括彼此結(jié)合的外殼13和蓋14。在外殼13和蓋14中形成孔132和142以使入口112和出口114與外部連接。
外殼13具有底表面13a和從底表面13a延伸的側(cè)表面13b，從而包含具有開口端的內(nèi)部空間。外殼13類似于具有開口端的盒子。在外殼13的底表面13a和側(cè)表面13b上形成多個孔15a，以使冷卻電池堆10的冷卻劑流過。
緩沖外部沖擊或振動并且彈性支承發(fā)電體11的緩沖部件16a可以與外殼13的內(nèi)表面相連。在緩沖部件16a中形成與外殼13中形成的孔15a相對應(yīng)的孔16a’，致使冷卻劑可以流過外殼13和緩沖部件16a。
在所示的實施方式中，蓋14的結(jié)構(gòu)基本與外殼13相同。也就是說，蓋14包括一端開口的內(nèi)部空間和穿過蓋14而形成的多個孔15b。在蓋14的內(nèi)表面中形成緩沖部件16b，該緩沖部件具有與蓋14中形成的孔15b相對應(yīng)的孔16b’。
外殼13和蓋14可以由金屬、塑料或各種其他材料制成。
發(fā)電體11通過外殼13和蓋14的開口端順序地被堆疊在外殼13和蓋14的內(nèi)部空間中。例如，在所示的實施方式中，發(fā)電體11被堆疊成膜-電極組件11a的表面和隔板11b平行于外殼13的底表面13a。在圖4中，膜-電極組件11a和隔板11b沿附圖的Z軸堆疊，同時它們的平面平行于外殼13的底表面13a且垂直于Z軸。
在圖2、3、4A和4B所示出的實施方式中，通過外殼13和蓋14結(jié)合所產(chǎn)生的壓力將發(fā)電體11固定在適當位置。利用在外殼13的側(cè)面和蓋14端部的外殼13和蓋14的側(cè)表面13b、14b上形成的固定裝置使外殼13和蓋14結(jié)合。這些固定裝置可以環(huán)繞外殼13和蓋14的周邊形成在例如圖3中示出的外殼13和蓋14的類似盒狀結(jié)構(gòu)的開口端附近。這些固定裝置可以形成為開口端的延伸部分并作為外殼13和蓋14的一體部分。
圖4B中更詳細地示出的固定裝置包括形成在外殼13中的突起17和形成在蓋14中的彈性部件18。如圖4B所示，突起17從外殼13開口端朝外凸起。彈性部件18從蓋14的開口端向下延伸并位于突起17的外側(cè)，同時在兩側(cè)包圍突起17。在彈性部件18的端部形成能夠彈性地鎖定突起17的鎖定卡齒19。突起17可以一體地形成為外殼13的一部分。彈性部件18和鎖定卡齒19可以一體地形成為蓋14的一部分。
通過施加一定程度的壓力使蓋14結(jié)合到外殼13上，以便在蓋14與外殼13接觸時，使鎖定卡齒19滑過突起17。在鎖定過程中，彈性部件18首先彈性地彎曲或被拉緊，然后越過突起17時復(fù)原，從而鎖住鎖定卡齒19，使其與突起17結(jié)合。
由彈性部件18形成的鎖定卡齒19可以具有前端狹窄的三角形截面，而突起17可以具有圓形端部。三角形鎖定卡齒19狹窄端部和突起17端部的圓形形狀之間的相互作用在外殼13和蓋14相結(jié)合時使鎖定卡齒19容易滑過突起17。同時，鎖定卡齒19鎖定在突起17上之后，鎖定卡齒19和突起17不能輕易分開。
因為利用上述機構(gòu)可以簡單地組裝電池堆10，所以可以減少組裝電池堆所需要的部件數(shù)量，由此可降低成本。還可以簡化電池堆組裝過程，從而可提高產(chǎn)量。此外，因為能夠方便地組裝和拆卸電池堆，所以可以減少維修時拆卸電池堆所需要的時間和勞力。因為外殼13和蓋14通過形成在外殼13和蓋14開口端的小體積的固定裝置結(jié)合，所以還可以使電池堆10的整個體積達到最小。
本發(fā)明不局限于圖2、3、4A和4B中示出的、發(fā)電體11位于蓋14的內(nèi)部空間的實施方式。在其他實施方式中，蓋也可以沒有內(nèi)部空間。因此，蓋可以具有任何結(jié)構(gòu)，只要它能夠固定發(fā)電體11并且在恒定壓力下將發(fā)電體保持在一起即可。
而且，本發(fā)明不限于圖3中示出的、圍繞外殼13的開口端連續(xù)形成突起17的實施方式。正如圖5中所示，在本發(fā)明的改型實例中，可將突起171形成為有間隔的間隙。
下面描述本發(fā)明的第二到第六實施方式。因為這些實施方式具有與第一實施方式相似的基本結(jié)構(gòu)，所以省略對那些相同或相似零件的詳細描述，而對不同零件作較詳細的描述。在這些附圖中相同或者相似的零件用相同的附圖標記表示。
圖6A為本發(fā)明第二實施方式的燃料電池系統(tǒng)的電池堆橫截面圖。圖6B為圖6A所示的“B”部分的放大圖。在本發(fā)明的第二實施方式中，外殼53和蓋54借助固定裝置結(jié)合，該固定裝置包括螺栓56和螺母58，其以恒定壓力將發(fā)電體11固定在一起。在外殼53和蓋54的開口端處分別形成L形彎曲部分534、544并作為外殼53和蓋54的延伸部分。通過用螺栓56和螺母58使L形彎曲部分534、544緊固在一起，能夠更方便地將外殼53和蓋54結(jié)合起來。由于上述緊固結(jié)構(gòu)，電池堆10可以具有更強的緊固力。因此，可避免因外部沖擊和其他受力而使電池堆10分離。
形成為外殼53延伸部分的L形彎曲部分534可以具有部分531和部分532，螺栓56和螺母57緊固在部分531中，部分532從部分531向上延伸到蓋54的L形彎曲部分544上部，從而覆蓋外殼53和蓋54之間的間隙。
圖7A為本發(fā)明第三實施方式的燃料電池系統(tǒng)的電池堆橫截面圖。圖7B為圖7A所示的部分“C”的放大圖。在圖7A和7B所示的本發(fā)明第三實施方式中，通過將外殼53的端部和蓋54的端部焊接在一起而形成的焊接部分60使外殼53和蓋54結(jié)合在一起。
圖7B中示出的外殼53和蓋54包括第二實施方式的L形彎曲部分534和544。當然，本發(fā)明不限于所示出的安排，而可以利用各種布置和形狀焊接外殼53和蓋54。
圖8A為本發(fā)明第四實施方式的燃料電池系統(tǒng)的電池堆橫截面視圖。圖8B為圖8A所示的部分“D”的放大圖。在這個實施方式中，相對于先前的實施方式，改變了發(fā)電體11的堆疊取向。8A中，在本發(fā)明的第四實施方式中，發(fā)電體11堆疊在外殼13和蓋14的兩側(cè)表面13b和14b之間，使得膜-電極組件11a和隔板11b基本上垂直外殼13的底表面13a。在這個實施方式中，在外殼13和蓋14中形成用于出口114和入口112的通道13r和14r，由此使發(fā)電體11的堆疊更方便。
在圖8A和8B所示的實施方式中，通過來自外殼13側(cè)表面的壓力使發(fā)電體11固定并且保持在一起。在此實施方式中，蓋14安裝在外殼13上方，覆蓋外殼13的開口端。蓋14的側(cè)表面還將膜-電極組件11a和隔板11b壓緊在一起，并且將發(fā)電體11保持且固定在一起。
圖8B示出了利用第一實施方式的鎖定卡齒而結(jié)合在一起的外殼13和蓋14。當然，本發(fā)明不限于這種將外殼13和蓋14保持在一起的機構(gòu)。
圖9為本發(fā)明第五實施方式的燃料電池系統(tǒng)的電池堆透視圖。在該實施方式中，外殼、蓋或兩者可以具有波浪形的表面，用于增加剛性和強度?？v向延伸的凹入部分63a和64a及凸起部分63b和64b交替地設(shè)置在外殼63和蓋64的表面上。
通過采用這種波浪形狀可以加強外殼63和蓋64的剛性，由此可加強電池堆的結(jié)構(gòu)。在圖9所示的實施方式中，構(gòu)成外殼或者蓋的表面中至少之一可以具有上面所提到的波浪形。
圖10為本發(fā)明第六實施方式的燃料電池系統(tǒng)的電池堆透視圖。在圖10中，在本發(fā)明的第六實施方式中，在外殼13和蓋14的表面上形成有加強部件68a和69a。
加強部件68a和69a用于避免由于施加大負載或由于外殼13和蓋14尺寸的增加而引起的扣緊失效(buckling failure)。此外，加強部件68a和69a可以加強電池堆的結(jié)構(gòu)。
雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的一些示例性實施方式，但是本發(fā)明并不限于所描述的實施方式和實例，在不超出本發(fā)明的構(gòu)思和所附權(quán)利要求、詳細的文字說明和附圖的范圍的前提下，可對本發(fā)明作出各種改型。顯然，這些改型都將落入本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于燃料電池系統(tǒng)的電池堆，包括至少一個發(fā)電體，其包括膜-電極組件和位于膜-電極組件的兩相對表面上的隔板；具有內(nèi)部空間的外殼，所述至少一個發(fā)電體位于該內(nèi)部空間中；與所述外殼結(jié)合以將至少一個發(fā)電體固定在適當位置的蓋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燃料電池系統(tǒng)的電池堆，其中，還包括結(jié)合裝置，其用于將所述外殼和蓋結(jié)合同時將所述至少一個發(fā)電體保持在適當位置，該結(jié)合裝置被形成為所述外殼和蓋的一體部分，并能至少部分地沿所述外殼和蓋的周邊結(jié)合所述外殼和蓋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燃料電池系統(tǒng)的電池堆，其中，多個孔被形成為穿過所述外殼和蓋的至少之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燃料電池系統(tǒng)的電池堆，其中，在所述外殼和蓋的至少之一的內(nèi)表面上形成有緩沖部件，以彈性地支承所述至少一個發(fā)電體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于燃料電池系統(tǒng)的電池堆，其中，在所述外殼和蓋的至少之一中形成多個孔；穿過所述緩沖部件形成與所述外殼和蓋中所形成的孔相對應(yīng)的孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燃料電池系統(tǒng)的電池堆，其中，所述外殼具有底表面和從所述底表面延伸的側(cè)表面而形成具有開口端的內(nèi)部空間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于燃料電池系統(tǒng)的電池堆，其中，所述膜-電極組件和隔板被順序堆疊成基本上與所述外殼的底表面平行。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于燃料電池系統(tǒng)的電池堆，其中，所述膜-電極組件和隔板被順序堆疊成基本上與所述外殼的底表面垂直。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于燃料電池系統(tǒng)的電池堆，其中，所述結(jié)合裝置包括沿所述外殼的外周邊連續(xù)形成的突起和沿所述蓋的外周邊形成的鎖定卡齒；所述突起和鎖定卡齒將所述外殼和蓋結(jié)合在一起。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于燃料電池系統(tǒng)的電池堆，其中，所述突起圍繞所述外殼開口端的周邊間隔地形成，得到多于一個的突起部分，在相鄰?fù)黄鸩糠种g具有間隙。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于燃料電池系統(tǒng)的電池堆，其中，所述鎖定卡齒具有前端狹窄的三角形橫截面。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燃料電池系統(tǒng)的電池堆，其中，借助包括螺栓和螺母的固定裝置將所述外殼和蓋結(jié)合在一起。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于燃料電池系統(tǒng)的電池堆，其中，所述外殼和蓋均形成具有一個開口端的容器；所述結(jié)合裝置包括朝外彎曲的L形彎曲部分，其形成在所述外殼和蓋的所述開口端處；通過螺栓和螺母將所述L形彎曲部分固定在一起。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燃料電池系統(tǒng)的電池堆，其中，所述外殼和蓋通過焊接被結(jié)合在一起。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燃料電池系統(tǒng)的電池堆，其中，所述外殼和蓋由金屬或塑料制成。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燃料電池系統(tǒng)的電池堆，其中，所述外殼和蓋的表面具有帶縱向延伸的凹入部分和凸起部分的波浪形狀。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燃料電池系統(tǒng)的電池堆，其中，在所述外殼和蓋的至少一個表面上形成加強部件。
18.一種燃料電池系統(tǒng)，包括具有至少一個發(fā)電體的電池堆，所述發(fā)電體包括膜-電極組件和位于膜-電極組件的兩相對表面上的隔板；外殼和蓋，所述外殼具有內(nèi)部空間，所述至少一個發(fā)電體位于該內(nèi)部空間中，所述蓋與所述外殼結(jié)合，以將所述至少一個發(fā)電體固定在適當位置；向所述電池堆提供燃料的燃料供應(yīng)單元；向所述電池堆提供空氣的空氣供應(yīng)單元。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的燃料電池系統(tǒng)，其中，在所述電池堆和燃料供應(yīng)單元之間還設(shè)有用于重整燃料以產(chǎn)生氫氣的重整器。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的燃料電池系統(tǒng)，其中，所述燃料電池系統(tǒng)是聚合物電解質(zhì)膜燃料電池系統(tǒng)或直接氧化燃料電池系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于燃料電池系統(tǒng)的包括簡化緊固結(jié)構(gòu)的電池堆和具有這種電池堆的燃料電池系統(tǒng)。電池堆包括至少一個發(fā)電體、外殼和蓋。發(fā)電體包括MEA和位于MEA兩表面上的隔板。外殼具有內(nèi)部空間，發(fā)電體位于內(nèi)部空間中，蓋與外殼結(jié)合以將發(fā)電體固定在適當位置上。利用多個不同機構(gòu)將外殼和蓋保持在一起并將電池堆固定在適當位置。利用多個加強部件及其結(jié)構(gòu)形狀可形成更堅固的外殼和蓋組裝件，這種組裝件能被扣緊并能承受其他形式的力。
文檔編號H01M8/04GK1697226SQ20051007925
公開日2005年11月16日 申請日期2005年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月11日
發(fā)明者李東勛, 韓奎南 申請人:三星Sdi株式會社