專利名稱：可移動體的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及安裝有燃料電池的可移動體。
背景技術：
近來，設置有燃料電池堆的車輛已引起了廣泛注意。燃料電池堆使用 氫和氧作為燃料來產生電力。燃料電池堆包括發(fā)電堆體和端板。發(fā)電堆體 通過堆疊多個發(fā)電體而形成，每個發(fā)電體都作用為單個電池。發(fā)電堆體沿
發(fā)電體堆疊的方向夾持在端板之間。每個發(fā)電體都包括膜電極組件(以 下稱為"MEA"),在膜電極組件中，諸如鉑層之類的催化劑層形成于電解 質膜的相應側；導電多孔體，其設置在MEA的相應側且作用為氣體通道； 以及隔離件，其設置在相應的導電多孔體的外側.
如此構造的燃料電池堆需要這樣安裝在車輛中使得燃料電池堆承受車 輛的振動m減速沖擊，即，為將燃料電池堆安裝在車輛中所形成的結
構需務使燃料電池堆能夠承受車輛的振動;su^^減速沖擊。日本專利申請
公開No. 2006-221854 (JP-A-2006-221854 )描述將燃料電池堆安裝在車輛 中的方式的示例。才艮據(jù)JP-A-2006-221854,端板固定至車輛的結構件，而 發(fā)電堆體夾持在端板之間。
但是，這種技術具有以下問題?？赡苡捎谲囕v的振動等而在構成發(fā)電 堆體的相鄰的發(fā)電體之間產生剪力。這可能導致發(fā)電體不能適當對齊。這 樣的問題不僅可能在燃料電池車輛中出現(xiàn)，也可能在設有燃料電池的任何 類型的可移動體中出現(xiàn)。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種技術，所述技術使得可抑制如下情況的出現(xiàn)其中，
振動所施加的沖擊而不能適當對齊。
本發(fā)明第一方面涉及一種可移動體，包括燃料電池堆，其包括發(fā)電堆體，其通過堆疊多個發(fā)電體而形成；兩個端板，發(fā)電堆體沿堆疊發(fā)電 體的方向夾持在兩個端板之間；以及夾持件，其設置在發(fā)電堆體的側面上, 并且夾持件以使兩個端板彼此牢固連接的方式在兩個端板之間延伸；結構 體，其構成可移動體的本體或框架；第一連接部，其將兩個端板中的至少 一個連接至結構體；以及第二連接部，其將夾持件連接至結構體。
在如上所述構造的可移動體中，兩個端板中的至少一個經由第一連接 部連接至構成可移動體的本體或才匡架的結構體。因此，可將燃料電池堆固 定至可移動體。此外，夾持件、第二連接部以及構成可移動體的本體或框 架的結構體限制了發(fā)電體的沿發(fā)電體不能適當對齊的方向的運動。相應 地，可抑制如下情況的出現(xiàn)其中，安裝在可移動體中的燃料電池堆的發(fā) 電體由于由可移動體或可移動體的振動所施加的沖擊而不能適當對齊。
在才艮據(jù)前述方面的可移動體中，可設置多個所述夾持件，每個所述夾 持件都呈桿狀?？商娲?，所述夾持件可以是平板形構件。
可在關于燃料電池堆對稱的位置處設有多個第二連接部，使得第二連 接部隔著燃料電池堆彼此面對。
使用前述結構，即使在沿各種方向對燃料電池堆施加沖擊、或者以反
相反的方向作用的力的情況下，也可以平衡的方式支撐燃料電池堆。從而， 能夠抑制燃料電池堆的發(fā)電體不能適當對齊的情況發(fā)生。
發(fā)電體可以沿平行于可移動體行進方向的方向堆疊以形成發(fā)電堆體。 可替代地，發(fā)電體可以沿垂直于可移動體行進方向的方向堆疊以形成發(fā)電 堆體。
4吏用前述結構，可抑制如下情況的出現(xiàn)其中，安裝在可移動體中的
不能適當對齊。
此外，結構體可以包括一對側構件、在側構件之間延伸的橫構件、以 及設置于側構件之間的隔離件；而且第一連接部可以將兩個端板中的至少 一個連接至橫構件，而第二連接部可以將夾持件連接至隔離件。
此外，所述第一連接部和所述第二連接部中的至少之一可由金屬制成。 而且，所述夾持件可經過絕緣處理。此外，根據(jù)前述方面的所述可移動體可進一步包括燃料電池殼體，燃 料電池堆容納在燃料電池殼體中，其中，燃料電池殼體可以具有第一連接 部和第二連接部從中穿過的孔。
夾持件可在燃料電池殼體內設置在發(fā)電堆體的側面上。
在前述方面中，所述可移動體可以是車輛。
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法。燃料電池堆包括發(fā)電堆體，其通過堆疊多個發(fā)電體而形成；兩個端 板，發(fā)電堆體沿堆疊發(fā)電體的方向夾持在兩個端板之間；以及夾持件，其 設置在發(fā)電堆體的相應側面上，并且夾持件以使兩個端板彼此牢固連接的 方式在兩個端板之間延伸。根據(jù)該方法，將兩個端板中的至少一個連接至 構成活動體的本體或框架的結構體；并且將夾持件和結構體在關于燃料電 池堆對稱的位置處彼此連接。


本發(fā)明的前述及進一步的目的、特征和優(yōu)點將通過下面參考附圖對實 施方式的說明而變得清楚，在附圖中同樣的數(shù)字用于表示同樣的元件，其 中
圖l是圖示根據(jù)本發(fā)明第一實施方式將燃料電池堆安裝在車輛中的方 式的圖2A、圖2B以及圖2C是圖示將燃料電池堆安裝在車輛中的具體方 式的圖3是圖示將燃料電池堆配裝至車輛框架的其它替代位置的圖；以及
圖4 A、圖4B以及圖4C是圖示根據(jù)本發(fā)明第二實施方式將燃料電池 堆安M車輛中的具體方式的圖。
具體實施例方式
A.發(fā)明的第一實施方式
圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明笫一實施方式將燃料電池堆100安裝在車輛中 的方式的圖。作為車輛的基本結構的車輛框架1000包括一對側構件105、 一對側構件106、以及橫構件110至115。橫構件110和111設置在一對側構件105之間，而橫構件112至115設置在一對側構件106之間。此夕卜， 隔離件132設置在一對側構件106之間，而隔離件133至135設置在一對 側構件106之間。隔離件132至135是車體的一部分，并將在車輛框架1000 內形成的空間分隔開。燃料電池堆100設置在橫構件110和111上，并經 由第一連接部120連接至橫構件110和111。第二連接部130和131分別 設置在燃料電池堆100與隔離件132和133之間。第二連接部130將燃料 電池堆100連接至隔離件132，而第二連接部131將燃料電池堆100連接 至隔離件133。應當注意，圖1所示的車輛框架1000的結構僅是示例，本 發(fā)明可應用于具有其它結構的車輛。
圖2A、圖2B以及圖2C是圖示將燃料電池堆100安裝在車輛中的具 體方式的圖。圖2A、圖2B以及圖2C分別是示出沿Z方向(豎直方向)、 Y方向(車輛寬度方向)以及X方向(車輛行進的方向(以下稱為"車輛 行進方向"))所觀察到的燃料電池堆100的俯視圖。盡管在車輛中設置了 除圖2所示結構件之外的結構件(例如側構件)，但為簡單起見從圖中省略 了未連接至燃料電池堆100的結構件。
燃料電池堆100容納在燃料電池殼體100A中，且包括發(fā)電堆體10、 端板11和12、以及夾持桿14b。發(fā)電堆體10包括通過電化學反應來產生 電力的多個發(fā)電體8。沿基本垂直于車輛行進方向的方向堆疊發(fā)電體8。發(fā) 電體IO沿堆疊發(fā)電體8的方向夾持在端板ll與端板12之間。應當注意， 端板11與端板12中的一個具有例如孔或管，燃料氣體等流經所述孔或管。 但是，為筒單起見從圖中省略了這些孔或管。夾持桿14b設置成將端板11 與端板12彼此連接，并用于沿堆疊發(fā)電體8的方向對發(fā)電堆體10施加壓 應力。夾持桿14b可經過絕緣處理使得在發(fā)電堆體10中不發(fā)生短路?？?替代地，可在發(fā)電堆體10于相應的夾持桿14b之間設置絕緣件(未示出)。
第一連接部120將作為車輛的結構件的一部分的橫構件110和111連 接軸端板11和12。第一連接部120支承燃料電池堆100并將燃料電池堆 100固定在作為車輛的結構件的橫構件110和111上。第二連接部130和 131沿與堆疊發(fā)電體8的方向基本垂直的方向分別從燃料電池堆100延伸 至構成車體的一部分的隔離件132和133。第二連接部130將對應的夾持 桿14b連接至隔離件132,而第二連接部131將對應的夾持桿14b連接至 隔離件133。第一連接部120和第二連接部130及131可由抗沖擊材料例 如金屬制成。此外，燃料電池殼體100A可具有孔，第一連接部120和第二連接部130及131穿過所述孔。
在以上述方式安裝在車輛中的燃料電池堆100中，如果由于例如車輛 的振動而在相鄰的發(fā)電體8之間產生剪力，則設置在發(fā)電堆體10的側面上 的夾持桿14b限制發(fā)電體8沿所述剪力指向的方向移動。因此，可抑制發(fā) 電體8不能適當對齊這樣的情況出現(xiàn)。此外，即使在相鄰的發(fā)電體8之間 產生的剪力太大以至于不能僅通過使用夾持桿14b來限制發(fā)電體8的運動 的情況下，根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式，隔離件132和133以及第二連接 部130和131也能支撐夾持桿14b。因此，可限制發(fā)電體8的運動以抑制 發(fā)電體8不能適當對齊這樣的情況出現(xiàn)。尤其，即使在向車體施加大的沖 擊的情況下，這種結構使得可抑制發(fā)電體8不能適當對齊這樣的情況出現(xiàn)。 注意，優(yōu)選將第二連接部130和131 i殳置在關于燃料電池堆100對稱的位 置處使得第二連接部130和131隔著燃料電池堆100彼此面對。使用這種 結構，即使在例如沿各種方向對燃料電池堆100施加沖擊、或者以>^作用
反的方向作用的力的情況下，也能以平衡的方式支撐燃料電池堆100。
圖3是圖示將燃料電池堆100配裝至車輛框架1000的其它替代位置的 圖。如圖3所示，只要燃料電池堆100由諸如橫構件100和隔離件132這 樣的車輛的結構件所包圍，則燃料電池堆100可在任意選定位置處安M 車輛中。
根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式，因為燃料電池堆100的端板11和12中 的每一個都經由第一連接部120連接至作為車輛結構件的橫構件110和 111，所以可將燃料電池堆100支撐在車輛中。此外，作為車體一部分的隔 離件132和133經由第二連接部130和131連接至燃料電池堆100的相應 的夾持桿14b。因此，可抑制如下情況的出現(xiàn)其中，燃料電池堆100的 發(fā)電體8由于例如由可移動體或可移動體的振動所施加的沖擊而不能適當 對齊。
B.發(fā)明的第二實施方式
圖4 A、圖4B以及圖4C是圖示根據(jù)本發(fā)明第二實施方式將燃料電池 堆100安裝在車輛中的具體方式的圖。根據(jù)第二實施方式的方式與才艮據(jù)圖 2所示第一實施方式的方式的差別僅在于端板11和12通過具有大體平 板形狀的夾持板14p——而不是夾持桿14b—一彼此牢固連接。本發(fā)明第二實施方式中的其它結構件與本發(fā)明第一實施方式中的結構件相同。
當如上所述通過夾持板14p將端板11和12彼此牢固連接并將夾持板 14p連接至第二連接部130和131時，如同在本發(fā)明第一實施方式中的情 況一樣,可抑制燃料電池堆100的發(fā)電體8不能適當對齊這樣的情況出現(xiàn)。 尤其，第二實施方式中的夾持板14p具有比夾持桿14b的表面區(qū)域大的表 面區(qū)域。這為第二連接部130和131的設置提供了較高程度的靈活性。
C.修改示例
應當注意，本發(fā)明不局限于上述實施方式，而可以在屬于本發(fā)明范圍 內的各種其它實施方式中實施。例如，上述實施方式可以如下方式進行寸務 改。
CI.修改示例1
根據(jù)本發(fā)明的上述實施方式，堆疊燃料電池堆100的發(fā)電體8的方向 為大體垂直于車輛行進方向?？商娲兀剂想姵囟?00可以在車輛中安 裝成使得堆疊發(fā)電體8的方向大體平行于車輛行進方向。
C2. l務改示例2
根據(jù)本發(fā)明的上述實施方式，第二連接部130和131設置于關于燃料 電池堆100對稱的位置處，使得第二連接部130和131隔著燃料電池堆100 彼此面對。但是，這僅僅是一種示例性結構?？梢詢H設置一個第二連接部， 或者可以設置三個或更多第二連接部。
C3. ^修改示例3
根據(jù)本發(fā)明的上述實施方式，第二連接部130和131分別連接至隔離 件132和133。但是，第二連接部130和131可連接至車輛的任意選定的 結構件，例如橫構件，而不是連接至隔離件132和133。
C4. #~改示例4
根據(jù)本發(fā)明的上述實施方式，在夾持桿14b或夾持板14p與隔離件132 和133之間存在間隔，而且第二連接部130和131設置在該間隔內作為用 于將夾持桿14b或夾持板14p連接至隔離件132和133的構件?？商娲?， 可使隔離件132與隔離件133之間的距離等于燃料電池堆100的寬度，而 且可將夾持桿14b或夾持板14p直接連接至隔離件132和133。C5.修改示例5
根據(jù)本發(fā)明的上述實施方式，夾持桿14b或夾持板14p是與第二連接 部130和131分開形成的?？商娲?，夾持桿14b或夾持板14p可與第二 連接部130和131 —體形成。
此外，本發(fā)明可在各種其它實施方式中實施。例如，本發(fā)明可應用于 燃料電池和燃料電池系統(tǒng)，而且還可以應用于安裝有這種燃料電池或燃料 電池系統(tǒng)的諸如車輛、飛行器或機器人這樣的可移動體，或者制造這種燃 料電池或燃料電池系統(tǒng)的方法。
權利要求
1.一種可移動體，其特征在于包括燃料電池堆，其包括發(fā)電堆體，其通過堆疊多個發(fā)電體而形成；兩個端板，所述發(fā)電堆體沿堆疊所述發(fā)電體的方向夾持在所述兩個端板之間；以及夾持件，其設置在所述發(fā)電堆體的側面上，并且所述夾持件以使所述兩個端板彼此牢固連接的方式在所述兩個端板之間延伸；結構體，其構成所述可移動體的本體或框架；第一連接部，其將所述兩個端板中的至少一個連接至所述結構體；以及第二連接部，其將所述夾持件連接至所述結構體。
2. 如權利要求1所述的可移動體，其中，設有多個所述夾持件，所述多個夾持件中的每一個都呈桿狀。
3. 如權利要求1所述的可移動體，其中，所述夾持件是平板形構件。
4. 如權利要求1至3中任一項所述的可移動體，其中，在關于所述燃料電池堆對稱的位置處設有多個所述第二連接部，使得所述第二連接部隔著所述燃料電池堆彼此面對。
5. 如權利要求1至4中任一項所述的可移動體，其中，所述發(fā)電體沿平行于所述可移動體行進方向的方向堆疊以形成所^L電堆體。
6. 如權利要求1至4中任一項所述的可移動體，其中，所述發(fā)電體沿垂直于所迷可移動體行進方向的方向堆疊以形成所逸《電堆體。
7. 如權利要求1至6中任一項所述的可移動體，其中所迷結構體包括一對側構件、在所述側構件之間延伸的橫構件、以及i殳置于所述側構件之間的隔離件；而且所迷第一連接部將所述兩個端板中的至少一個連接至所述橫構件，而所述笫二連接部將所述夾持件連接至所述隔離件。
8. 如權利要求1至7中任一項所述的可移動體，其中，所述第一連接部和所述第二連接部中的至少之一是由金屬制成的。
9. 如權利要求1至8中任一項所述的可移動體，其中，所述夾持件經過絕緣處理。
10. 如權利要求1至9中任一項所述的可移動體，進一步包括燃料電池殼體，所述燃料電池堆容納在所述燃料電池殼體中，其中，所述燃料電池殼體具有所述第一連接部和所述第二連接部從中穿過的孔。
11. 如權利要求10所述的可移動體，其中，所述夾持件在所述燃料電池殼體內設置在所述發(fā)電堆體的所述側面上。
12. 如權利要求1至11中任一項所述的可移動體，所述可移動體是車紐
13. —種用于將燃料電池堆安裝在可移動體中的方法，所述燃料電池堆包括發(fā)電堆體，其通過堆疊多個發(fā)電體而形成；兩個端板，所i^l電堆體沿堆疊所i^L電體的方向夾持在所迷兩個端板之間；以及夾持件，其設置在所述發(fā)電堆體的相應側面上，并且所述夾持件以使所述兩個端板彼此牢固連接的方式在所述兩個端板之間延伸，所述方法的特征在于包括將所述兩個端板中的至少一個連接至構成所述活動體的本體或框架的結構體；以及將所述夾持件和所述結構體在關于所述燃料電池堆對稱的位置處彼此連接。
全文摘要
一種可移動體，包括燃料電池堆(100)和構成所述可移動體的本體或框架的結構體(110，111，132和133)。燃料電池堆(100)包括發(fā)電堆體(10)、兩個端板(11和12)、以及夾持件(14b)。所述可移動體進一步包括第一連接部(120)，其將所述兩個端板(11和12)中的至少一個連接至所述結構體(110和111)；以及第二連接部(130和131)，其分別將所述夾持件(14b)連接至所述結構體(132和133)。
文檔編號H01M8/24GK101678759SQ200880016814
公開日2010年3月24日 申請日期2008年5月21日 優(yōu)先權日2007年5月22日
發(fā)明者岡部裕樹 申請人:豐田自動車株式會社