[发明专利]燃料电池装置

说明书

一种燃料电池装置，包括：电池组(102S)；壳体(500)，该壳体(500)包括沿着堆叠方向覆盖电池组(102S)的侧表面之一的盖部(503)；端板(190)，该端板(190)被连接到盖部(503)的在堆叠方向上的一个端部；和紧固部件(300)，该紧固部件(300)在电池组(102S)的与盖部(503)相反侧上与堆叠方向平行地延伸，该紧固部件(300)包括被连接到端板(190)的在堆叠方向上的一个端部和被连接到壳体(500)的在堆叠方向上的另一个端部，并且该紧固部件(300)将电池组(102S)、端板(190)和壳体(500)彼此紧固。盖部(503)的热膨胀系数大于紧固部件(300)的热膨胀系数。

技术领域

本发明涉及一种燃料电池装置。

背景技术

传统上，在燃料电池中使用包括多个堆叠起来的单体电池的电池组。在载荷在堆叠方向上施加到电池组以便维持电池组的堆叠结构的状态中，包括电池组的燃料电池被容纳在壳体中。日本专利申请公报No.2013-012325(JP 2013-012325 A)描述了一种燃料电池装置，该燃料电池装置包括在燃料电池被容纳在壳体中的状态下沿着电池组的底表面布置的张力轴。张力轴的一端被固定到与电池组的在堆叠方向上的端表面相对的壳体侧表面，并且张力轴的另一端被固定到位于电池组的与上述壳体侧表面相反侧上的端板，并且壳体、电池组和端板由此彼此紧固。

在于JP 2013-012325 A中描述的燃料电池装置中，壳体和张力轴由相同类型的金属材料诸如钢形成。另外，因为张力轴是棒部件，所以张力轴的沿着与堆叠方向垂直的方向的截面面积小于壳体的沿着与堆叠方向垂直的方向的截面面积。因此，在与堆叠方向垂直的方向上，张力轴的刚度低于壳体的刚度。附带说一句，在发电期间电池组的温度增加，并且电池组热膨胀且压缩载荷增加。相应地，在于JP2013-012325A中描述的燃料电池装置中，随着压缩载荷的增加，具有较低刚度的张力轴的尺寸变化变得大于具有较高刚度的壳体的尺寸变化，并且在电池组中在张力轴侧(底表面侧)上的紧固力减小。由此，与电池组的上表面侧相比较，电池组的底表面侧在堆叠方向上膨胀，并且在单体电池之间的平行度减小。因此，当在单体电池之间的平行度减小时，单体电池的表面压力变得不均匀，并且因此存在燃料电池装置的发电性能降低的可能性。为了应对这点，期望一项当在发电期间燃料电池装置的温度增加时能够防止在单体电池之间的平行度减小的技术。

发明内容

本发明提供能够防止在单体电池之间的平行度减小的燃料电池装置。

本发明的一个方面涉及一种燃料电池装置，该燃料电池装置包括：电池组，所述电池组包括被堆叠起来的多个单体电池；壳体，所述壳体包括覆盖所述电池组的侧表面中的一个侧表面的盖部，所述电池组的所述侧表面沿着堆叠方向延伸，所述多个单体电池沿着所述堆叠方向被堆叠起来；端板，所述端板被连接到所述盖部的在所述堆叠方向上的一个端部，并且被布置在所述电池组的在所述堆叠方向上的外侧上；和紧固部件，所述紧固部件在所述电池组的与所述盖部相反侧上与所述堆叠方向平行地延伸，所述紧固部件包括被连接到所述端板的在所述堆叠方向上的一个端部和被连接到所述壳体的在所述堆叠方向上的另一个端部，并且所述紧固部件将所述电池组、所述端板和所述壳体在所述堆叠方向上彼此紧固。盖部的热膨胀系数大于紧固部件的热膨胀系数。根据具有以上构造的燃料电池装置，因为紧固部件的热膨胀系数低于盖部的热膨胀系数，所以在紧固部件的刚度低于盖部的刚度的情形中，能够减小由于刚度差异引起的在电池组中在紧固部件侧和盖部侧之间在堆叠方向上的尺寸变化的差异。相应地，能够防止在单体电池之间的平行度减小。

紧固部件的沿着与堆叠方向垂直的方向的截面面积可以小于盖部的沿着与堆叠方向垂直的方向的截面面积。根据具有以上构造的燃料电池装置，在紧固部件的杨氏模量等于盖部的杨氏模量的情形中，盖部的刚度高于紧固部件的刚度。然而，利用在紧固部件和盖部之间的热膨胀系数的差异，能够防止在单体电池之间的平行度减小。