燃料电池堆的制作方法

1.本公开涉及一种燃料电池堆。


背景技术：

2.日本特开2009-59513号公开了一种包括堆叠的单电池的燃料电池堆。各单电池均包括电解质膜电极结构(在下文中被称为发电单元)、第一金属分隔件和第二金属分隔件。第一分隔件和第二分隔件将发电单元保持在它们之间。
3.与单电池堆叠所沿的方向正交的方向被定义为第一方向。在第一方向上的第一端处，各单电池均包括氧化剂气体入口孔(氧化剂气体被供应到该氧化剂气体入口孔)、冷却介质入口孔(冷却介质被供应到该冷却介质入口孔)和燃料气体出口孔(燃料气体从该燃料气体出口孔排放)。
4.氧化剂气体入口孔、冷却介质入口孔和燃料气体出口孔沿与堆叠方向和第一方向都正交的第二方向依次配置。
5.在第一方向上的第二端处，各单电池均包括燃料气体入口孔(燃料气体被供应到该燃料气体入口孔)、冷却介质出口孔(冷却介质从该冷却介质出口孔排放)和氧化剂气体出口孔(氧化剂气体从该氧化剂气体出口孔排放)。
6.燃料气体入口孔、冷却介质出口孔和氧化剂气体出口孔沿第二方向依次配置。
7.第一金属分隔件在面对发电单元的表面上包括氧化剂气体通道槽。氧化剂气体通道槽由突部和凹部形成。
8.氧化剂气体通道槽包括线性通道部(在下文中被称为第一线性部)和线性连接通道部(在下文中被称为第一连接部)，这些线性通道部沿第一方向以彼此平行的方式配置，这些线性连接通道部从第一线性部的相反两端分别朝向氧化剂气体入口孔和氧化剂气体出口孔延伸。
9.第一连接部相对于第一线性部倾斜延伸。
10.第二金属分隔件在面对发电单元的表面上包括燃料气体通道槽。燃料气体通道槽由突部和凹部形成。
11.燃料气体通道槽包括线性通道部(在下文中被称为第二线性部)和线性连接通道部(在下文中被称为第二连接部)，这些线性通道部沿第一方向以彼此平行的方式配置，这些线性连接通道部从第二线性部的相反两端分别朝向燃料气体入口孔和燃料气体出口孔延伸。
12.第二连接部相对于第二线性部倾斜延伸。
13.在这种燃料电池堆中，氧化剂气体在第一线性部中的流动和燃料气体在第二线性部中的流动彼此相反，且发电单元处于二者之间。该结构被称为逆流构造(counter flow configuration)。相反，氧化剂气体在第一连接部中的流动和燃料气体在第二连接部中的流动以发电单元处于二者之间的方式彼此相交叉。该结构被称为错流构造(cross flow configuration)。
14.通常，发电单元的对应于逆流构造的区域的发电效率往往高于对应于错流构造的区域的发电效率。因此，在上述文本中公开的燃料电池堆中，发电单元的对应于第一连接部和第二连接部的区域的发电效率往往低于对应于第一线性部和第二线性部的区域的发电效率。
15.因此，为了改善发电单元的发电效率，期望在各分隔件的面对发电单元的表面上减小形成有连接部的部分的面积，同时增加形成有线性部的部分的面积。
16.在这方面，连接部可以设置成从线性部的相反两侧沿第二方向线性延伸。然而，在这种燃料电池堆中，氧化剂气体在第一连接部中的流动和燃料气体在第二连接部中的流动彼此契合，且发电单元处于二者之间。该结构被称为共流构造(co-flow configuration)。在这种情况下，发电单元的对应于第一连接部和第二连接部的区域的发电效率明显低于对应于第一线性部和第二线性部的区域的发电效率。由此，在发电效率方面仍然存在改善的空间。


技术实现要素：

17.由此，本发明的目的在于提供一种改善发电单元的发电效率的燃料电池堆。
18.提供本发明内容是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的详细说明中进一步说明。本发明内容不旨在识别所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
19.在一个总的方面，燃料电池堆包括堆叠的单电池。各单电池均包括：发电单元、第一分隔件和第二分隔件，所述第一分隔件和所述第二分隔件将所述发电单元保持在所述第一分隔件和所述第二分隔件之间。各单电池均包括在所述发电单元的外侧的歧管。所述歧管沿所述单电池的堆叠方向延伸穿过所述单电池，并且被构造成使得燃料气体或氧化剂气体流过所述歧管。所述歧管包括：燃料气体入口歧管，所述燃料气体入口歧管被构造成将所述燃料气体供应到所述单电池中；燃料气体出口歧管，所述燃料气体出口歧管被构造成从所述单电池排放所述燃料气体；氧化剂气体入口歧管，所述氧化剂气体入口歧管被构造成将所述氧化剂气体供应到所述单电池中；以及氧化剂气体出口歧管，所述氧化剂气体出口歧管被构造成从所述单电池排放所述氧化剂气体。第一方向与所述堆叠方向正交。第二方向与所述堆叠方向和所述第一方向都正交。在各单电池的所述第一方向上的第一端处，从所述第二方向上的第一侧依次配置所述燃料气体入口歧管和所述氧化剂气体出口歧管。在各单电池的所述第一方向上的第二端处，从所述第二方向上的所述第一侧依次配置所述氧化剂气体入口歧管和所述燃料气体出口歧管。所述第一分隔件包括面对所述发电单元的对向表面。所述第一分隔件的所述对向表面包括供所述燃料气体流过的第一槽通道。所述第一槽通道包括：第一主通道，所述第一主通道沿所述第一方向延伸并且沿所述第二方向并排配置；以及第一副通道，所述第一副通道在所述第一方向上与所述第一主通道相邻并且朝向所述燃料气体入口歧管和所述燃料气体出口歧管中的至少一方延伸。所述第二分隔件包括面对所述发电单元的对向表面。所述第二分隔件的所述对向表面包括供所述氧化剂气体流过的第二槽通道。所述第二槽通道包括：第二主通道，所述第二主通道沿所述第一方向延伸并且沿所述第二方向并排配置；以及第二副通道，所述第二副通道位于所述发电单元的与所述第一副通道相反的一侧。所述第一副通道和所述第二副通道均包括沿所述第二方
向延伸的延伸部。一组第一副通道或一组第二副通道中的至少一方的所述延伸部包括沿所述对向表面的平面方向以波浪形状延伸的波浪形区段。所述波浪形区段与所述一组第一副通道和所述一组第二副通道中的另一方的其中一个所述延伸部以所述发电单元处于所述波浪形区段与该其中一个所述延伸部之间的方式相交叉。
20.通过以下的详细说明、附图和权利要求，其它特征和方面将变得明显。
附图说明
21.图1是根据一个实施方式的燃料电池堆的分解立体图。
22.图2是例示了图1所示的燃料电池堆中的单电池的第一分隔件的平面图。
23.图3是例示了图1所示的燃料电池堆中的单电池的第二分隔件的仰视图。
24.图4是例示了燃料气体的穿过第一槽通道的波浪形区段的流动和氧化剂气体的穿过第二槽通道的延伸部的流动以发电单元处于二者之间的方式彼此相交叉的状态的平面图。
25.图5是对应于图4的平面图，例示了在根据变型例的燃料电池堆中燃料气体的流动和氧化剂气体的流动以发电单元处于二者之间的方式彼此相交叉的状态。
26.在附图和详细的说明书全文中，相同的附图标记指代相同的要素。附图可能未按比例绘制，并且为了清楚、说明和方便起见，附图中的要素的相对尺寸、比例和描绘可能被夸大。
具体实施方式
27.本说明书提供了对所说明的方法、装置和/或系统的全面理解。所说明的方法、装置和/或系统的变型例和等价方案对于本领域技术人员而言是显而易见的。操作的顺序是示例性的，除了必须以特定顺序发生的操作之外，对于本领域技术人员而言是显而易见可以改变的。可以省略对本领域技术人员公知的功能和构造的说明。
28.示例性实施方式可以具有不同的形式，并且不限于所说明的实施例。然而，所说明的实施例是彻底和完整的，并且将本公开内容的全部范围传达给本领域技术人员。
29.在本说明书中，“a和b中的至少一个”应理解为表示“仅a、仅b、或a和b两者”。
30.现在将参照图1至图4说明根据一个实施方式的燃料电池堆。
31.《燃料电池堆的基本构造》
32.如图1所示，燃料电池堆包括堆叠在一起的多个单电池90。单电池90是矩形板。图1示出了燃料电池堆中的其中一个单电池90的分离的部件和相邻的一个单电池90的一部分。
33.在以下说明中，单电池90的堆叠方向将被简称为堆叠方向x。单电池90的纵向(其是与堆叠方向x正交的方向中的一者)将被简称为纵向y。与堆叠方向x和纵向y都正交的方向将被简称为正交方向z。纵向y对应于根据本公开的第一方向。正交方向z对应于根据本公开的第二方向。
34.各单电池90均包括膜电极组件10(在下文中被称为mea10)、保持mea10的框架构件20、第一分隔件30和第二分隔件40。分隔件30、40将mea10和框架构件20保持在它们之间。
35.单电池90具有用于将反应气体或冷却介质供应到单电池90中的入口歧管91、93、95和用于将单电池90中的反应气体或冷却介质排放到外部的出口歧管92、94、96。
36.入口歧管91和出口歧管92是供作为反应气体的燃料气体流过的歧管。燃料气体例如是氢气。入口歧管93和出口歧管94是供冷却介质流过的歧管。冷却介质例如是冷却剂。入口歧管95和出口歧管96是供作为反应气体的氧化剂气体流过的歧管。氧化剂气体例如是空气。
37.入口歧管91、93、95和出口歧管92、94、96均在平面图中具有矩形形状，并且均沿堆叠方向x延伸穿过单电池90。
38.入口歧管91和出口歧管94、96位于单电池90的纵向y上的第一端处(在图1中左右方向上的左端处)。入口歧管91和出口歧管94、96从正交方向z上的第一侧(图1的片材的后侧)朝向正交方向z上的第二侧(图1的片材的前侧)依次配置。
39.出口歧管92和入口歧管93、95位于单电池90的纵向y上的第二端处(在图1中的右端处)。出口歧管92和入口歧管93、95从正交方向z上的第二侧(图1的片材的前侧)朝向正交方向z上的第一侧(图1的片材的后侧)依次配置。
40.《mea10》
41.如图1所示，mea10包括固态聚合物电解质膜(未示出；在下文中被称为电解质膜)和分别设置在电解质膜的相反两表面的电极11、12。在本实施方式中，接合到电解质膜的堆叠方向x上的第一侧(图1中上下方向上的上侧)的电极是阴极11。另外，接合到电解质膜的堆叠方向x上的第二侧(图1中的下侧)的电极是阳极12。
42.电极11、12均包括接合到电解质膜的催化剂层和接合到催化剂层的气体扩散层(均未示出)。
43.mea10对应于根据本公开的发电单元。
44.《框架构件20》
45.如图1所示，框架构件20在平面图中具有矩形形状，并且由例如塑料制成。
46.框架构件20包括通孔21、22、23、24、25、26，通孔21、22、23、24、25、26分别是相应的歧管91、92、93、94、95、96的一部分。
47.框架构件20包括处于中央的开口27。mea10从堆叠方向x上的第一侧(如图1所示的上侧)接合到开口27的周缘。
48.《第一分隔件30》
49.如图1和图2所示，第一分隔件30通过冲压例如由钛或不锈钢制成并且在平面图中具有矩形形状的金属构件而形成。
50.第一分隔件30包括通孔31、32、33、34、35、36，通孔31、32、33、34、35、36分别是歧管91、92、93、94、95、96的相应部分。
51.第一分隔件30包括第一表面30a和位于与第一表面30a的相反的一侧的第二表面30b。第一表面30a包括在堆叠方向x上面对mea10的阳极12的对向表面30a。
52.第一表面30a设置有供燃料气体流过的第一槽通道37a和第一连接通道37b(参照图2)。第一槽通道37a和第一连接通道37b通过将分隔件30成形为具有凹部和突部而形成。
53.第一槽通道37a设置在对向表面30a中。在图1中，以简化的方式例示了第一槽通道37a。
54.如图2所示，第一槽通道37a包括第一主通道51和第一副通道52a、52b。
55.第一主通道51沿纵向y线性延伸，并且在彼此间隔开的情况下沿正交方向z并排配
置。
56.第一副通道52a(在本实施方式中数量为三个)从第一主通道51的纵向y上的第一端(图2中左右方向上的左端)朝向入口歧管91延伸。
57.第一副通道52a中的每一者均设置有沿正交方向z延伸的延伸部53a。延伸部53a在彼此间隔开的情况下沿纵向y并排配置。各第一副通道52a的延伸部53a均连接到第一主通道51中的一些(在本实施方式中为五个或六个)第一主通道的第一端(图2中的左端)。
58.延伸部53a包括波浪形区段54a，其沿对向表面30a的平面方向以波浪形状延伸。在本实施方式中，延伸部53a中的在纵向y上最靠近第一侧的一个延伸部(图2中的最左边的一个延伸部)包括波浪形区段54a。
59.第一副通道52b(在本实施方式中数量为三个)从第一主通道51的纵向y上的第二端(图2中的右端)朝向出口歧管92延伸。
60.第一副通道52b中的每一者均设置有沿正交方向z延伸的延伸部53b。延伸部53b在彼此间隔开的情况下沿纵向y并排配置。各第一副通道52b的延伸部53b均连接到第一主通道51中的一些(在本实施方式中为五个或六个)第一主通道的第二端(图2中的右端)。
61.延伸部53b包括波浪形区段54b，其沿对向表面30a的平面方向以波浪形状延伸。在本实施方式中，延伸部53a中的在纵向y上最靠近第二侧的一个延伸部(图2中的最右边的一个延伸部)包括波浪形区段54b。
62.如图2所示，第一连接通道37b形成连接通道97。连接通道97包括将第一副通道52a和入口歧管91彼此连接的连接通道97，以及将第一副通道52b和出口歧管92彼此连接的连接通道97。
63.第一连接通道37b从第一副通道52a、52b朝向对向表面30a的外侧延伸，并且在彼此间隔开的情况下沿正交方向z并排配置。
64.各连接通道97均包括第一连接通道37b和由图2中的双点划线示出的其余部分。该其余部分将被称为连接通道28a。各连接通道28a均设置在肋28b之间，肋28b从框架构件20朝向第一表面30a突出。在图1中，省略了连接通道28a和肋28b。
65.燃料气体从入口歧管91经由连接通道97引入到第一槽通道37a。此后，燃料气体依次流过第一副通道52a、第一主通道51和第一副通道52b，并排放到出口歧管92。
66.如图1所示，第二表面30b设置有供冷却介质流过的槽通道38。槽通道38将入口歧管93和出口歧管94彼此连接。槽通道38通过将分隔件30成形为具有凹部和突部而形成。槽通道38的一部分的形状与形成第一槽通道37a(参照图2)的凹部和突部的形状相符。在图1中，以简化的方式例示了槽通道38。
67.《第二分隔件40》
68.如图1和图3所示，第二分隔件40通过冲压例如由钛或不锈钢制成并且在平面图中具有矩形形状的金属构件而形成。
69.第二分隔件40包括通孔41、42、43、44、45、46，通孔41、42、43、44、45、46分别是歧管91、92、93、94、95、96的相应部分。
70.第二分隔件40包括第一表面40a和位于与第一表面40a的相反的一侧的第二表面40b。第一表面40a包括在堆叠方向x上面对mea10的阴极11的对向表面40a。
71.第一表面40a设置有供燃料气体流过的第二槽通道47a和第二连接通道47b(参照
图3)。第二槽通道47a和第二连接通道47b通过将分隔件40成形为具有凹部和突部而形成。
72.第二槽通道47a设置在对向表面40a中。在图1中，以简化的方式例示了第二槽通道47a。
73.如图3所示，第二槽通道47a包括第二主通道61和第二副通道62a、62b。
74.第二主通道61沿纵向y线性延伸，并且在彼此间隔开的情况下沿正交方向z并排配置。
75.第二副通道62a(在本实施方式中数量为三个)从第二主通道61的纵向y上的第二端(图3中左右方向上的左端)朝向入口歧管95延伸。
76.如图2和图3所示，第二副通道62a位于mea10的与第一副通道52b相反的一侧。
77.如图3所示，第二副通道62a中的每一者均设置有沿正交方向z线性延伸的延伸部63a。延伸部63a在彼此间隔开的情况下沿纵向y并排配置。各第二副通道62a的延伸部63a均连接到第二主通道61中的一些(在本实施方式中为五个或六个)第二主通道的第二端(图3中的左端)。
78.如图2至图4所示，延伸部63a中的在纵向y上最靠近第二侧的一个延伸部(图3中的最左边的一个延伸部)位于mea10的与波浪形区段54b相反的一侧。延伸部63a和波浪形区段54b以mea10处于二者之间的方式彼此相交叉多次(参见图4)。
79.如图3所示，第二副通道62b(在本实施方式中数量为三个)从第二主通道61的纵向y上的第一端(图3中的右端)朝向出口歧管96延伸。
80.如图2和图3所示，第二副通道62b位于mea10的与第一副通道52a相反的一侧。
81.如图3所示，第二副通道62b中的每一者均设置有沿正交方向z线性延伸的延伸部63b。延伸部63b在彼此间隔开的情况下沿纵向y并排配置。各第二副通道62b的延伸部63b均连接到第二主通道61中的一些(在本实施方式中为五个或六个)第二主通道的第一端(图3中的右端)。
82.如图2和图3所示，延伸部63b中的在纵向y上最靠近第一侧的一个延伸部(图3中最右边的一个延伸部)位于mea10的与波浪形区段54a相反的一侧。延伸部63b和波浪形区段54a以mea10处于二者之间的方式彼此相交叉多次。
83.如图3所示，第二连接通道47b形成连接通道98。连接通道98包括将第二副通道62a和入口歧管95彼此连接的连接通道98，以及将第二副通道62b和出口歧管96彼此连接的连接通道98。
84.第二连接通道47b从第二副通道62a、62b朝向对向表面40a的外侧延伸，并且在彼此间隔开的情况下沿正交方向z并排配置。
85.各连接通道98均包括第二连接通道47b和由图3中的双点划线示出的其余部分。该其余部分将被称为连接通道29a。各连接通道29a均设置在肋29b之间，肋29b从框架构件20朝向第一表面40a突出。在图1中，省略了连接通道29a和肋29b。
86.氧化剂气体从入口歧管95经由连接通道98引入到第二槽通道47a。此后，氧化剂气体依次流过第二副通道62a、第二主通道61和第二副通道62b，并排放到出口歧管96。
87.如图1所示，第二表面40b设置有供冷却介质流过的槽通道48。槽通道48将入口歧管93和出口歧管94彼此连接。槽通道48通过将分隔件40成形为具有凹部和突部而形成。槽通道48的一部分的形状与形成第二槽通道47a的凹部和突部的形状相符(参照图3)。在图1
中，以简化的方式例示了槽通道48。
88.现在将说明本实施方式的操作。
89.如图4所示，燃料气体在第一副通道52b的波浪形区段54b中的流f1和氧化剂气体在对应的第二副通道62a的延伸部63a中的流f2以mea10处于二者之间的方式彼此相交叉。该结构被称为错流构造。因此，与第一副通道52b的延伸部53b和第二副通道62a的延伸部63a都沿正交方向z线性延伸的情况相比，改善了mea10中的对应于第一副通道52b和第二副通道62a的区域的发电效率。尽管未例示，但是燃料气体在第一副通道52a的波浪形区段54a中的流f1和氧化剂气体在对应的第二副通道62b的延伸部63b中的流f2具有错流构造。因此，与第一副通道52a的延伸部53a和第二副通道62b的延伸部63b都沿正交方向z线性延伸的情况相比，改善了mea10中的对应于第一副通道52a和第二副通道62b的区域的发电效率。
90.本实施方式具有以下优点。
91.(1)第一槽通道37a包括第一主通道51和第一副通道52b，第一主通道51沿纵向y线性延伸并且沿正交方向z并排配置，第一副通道52b在纵向y上与第一主通道51相邻并且朝向出口歧管92延伸。第二槽通道47a包括第二主通道61和第二副通道62a，第二主通道61沿纵向y线性延伸并且沿正交方向z并排配置，第二副通道位于mea10的与第一副通道52b相反的一侧。第一副通道52b包括沿正交方向z延伸的延伸部53b。第二副通道62a包括沿正交方向z线性延伸的延伸部63a。第一副通道52b的其中一个延伸部53b包括沿对向表面30a的平面方向以波浪形状延伸的波浪形区段54b。波浪形区段54b与对应的第二副通道62a的延伸部63a以mea10处于二者之间的方式相交叉。
92.以上述方式操作上述构造。
93.利用上述构造，第一副通道52b和第二副通道62a分别包括沿正交方向z延伸的延伸部53b、63a。因此，例如与第一副通道52b和第二副通道62a分别相对于第一主通道51和第二主通道61倾斜延伸的情况相比，在分隔件30、40的对向表面30a、40a上形成有第一副通道52b和第二副通道62a的区域的面积减小。也就是说，能够增加在分隔件30、40的对向表面30a、40a上的形成有第一主通道51和第二主通道61的区域的面积。
94.由此改善了mea10的发电效率。
95.(2)第一槽通道37a包括第一副通道52a，其在纵向y上与第一主通道51相邻并且朝向入口歧管91延伸。第二槽通道47a包括位于mea10的与第一副通道52a相反的一侧的第二副通道62b。第一副通道52a包括沿正交方向z延伸的延伸部53a。第二副通道62b包括沿正交方向z线性延伸的延伸部63b。第一副通道52a的其中一个延伸部53a包括沿对向表面30a的平面方向以波浪形状延伸的波浪形区段54a。波浪形区段54a与对应的第二副通道62b的延伸部63b以mea10处于二者之间的方式相交叉。
96.利用该构造，从第一主通道51朝向入口歧管91延伸的第一副通道52a和从第二主通道61朝向出口歧管96延伸的第二副通道62b实现了与第(1)项相同的优点。这在mea10中的相对大的区域中改善了发电效率。
97.(3)仅第一副通道52a(52b)的延伸部53a(53b)包括波浪形区段54a(54b)。
98.在mea10中产生的水经由第二槽通道47a排放到出口歧管96。如果第二副通道62a(62b)的延伸部63a(63b)包括波浪形区段，则与延伸部63a(63b)沿正交方向z线性延伸的情况相比，所产生的水难以流过延伸部63a(63b)。
99.在这方面，在上述构造中，仅第一副通道52a(52b)的延伸部53a(53b)包括波浪形区段54a(54b)。因此，与第二副通道62a(62b)的延伸部63a(63b)包括波浪形区段的情况相比，所产生的水经由第二槽通道47a高效地排放到出口歧管96。该构造改善了mea10的发电效率，同时高效地排放所产生的水。
100.《变型例》
101.可以以如下方式对上述实施方式进行变型。如果待组合的变型例在技术上保持彼此一致，则可以将上述实施方式和以下变型例进行组合。
102.入口歧管91、93、95和出口歧管92、94、96的形状不限于如上述实施方式中的平面图中的矩形形状。例如，歧管91、92、93、94、95、96的形状可以是在平面图中的包括正方形的四边形形状，或者可以是在平面图中的包括三角形和五边形的多边形形状。形状可以是在平面图中的圆形形状，诸如椭圆形和体育场形状等。
103.第一主通道51不限于如上述实施方式中沿纵向y线性延伸。例如，第一主通道51可以包括沿对向表面30a的平面方向以波浪形状延伸的波浪形区段。
104.第二主通道61不限于如上述实施方式中的沿纵向y线性延伸。例如，第二主通道61可以包括沿对向表面40a的平面方向以波浪形状延伸的波浪形区段。
105.第一主通道51的数量不限于上述实施方式中所说明的数量，而是可以在必要时根据分隔件30的规格而改变。第一副通道52a、52b的数量不限于如上述实施方式中所说明的三个，而是可以多于三个。分别连接到第一副通道52a的第一主通道51的数量和分别连接到第一副通道52b的第一主通道51的数量不限于如上述实施方式中所说明的五个或六个，而是可以根据上述变型例中所说明的改变而改变。
106.第二主通道61的数量不限于上述实施方式中所说明的数量，而是可以在必要时根据分隔件40的规格而改变。第二副通道62a、62b的数量不限于如上述实施方式中所说明的三个，而是可以多于三个。分别连接到第二副通道62a的第二主通道61的数量和分别连接到第二副通道62b的第二主通道61的数量不限于如上述实施方式中所说明的五个或六个，而是可以根据上述变型例中所说明的改变而改变。
107.在上述实施方式中，第一副通道52a被构造成使得延伸部53a中的在纵向y上最靠近第一侧的一个延伸部(图2中的最左边的一个延伸部)包括波浪形区段54a。然而，本公开不限于此。具体地，第一副通道52a可以包括两个或更多个波浪形区段54a。在这种情况下，波浪形区段54a可以位于mea10的与延伸部63b相反的一侧，并且可以与延伸部63b以mea10处于二者之间的方式相交叉。
108.在上述实施方式中，第一副通道52b被构造成使得延伸部53b中的在纵向y上最靠近第二侧的一个延伸部(图2中的最右边的一个延伸部)包括波浪形区段54b。然而，本公开不限于此。具体地，第一副通道52b可以包括两个或更多个波浪形区段54b。在这种情况下，波浪形区段54b可以位于mea10的与延伸部63a相反的一侧，并且可以与延伸部63a以mea10处于二者之间的方式相交叉。
109.如果第一副通道52a包括延伸部53a，则第一副通道52a可以包括相对于第一主通道51倾斜延伸的区段。同样，如果第一副通道52b包括延伸部53b，则第一副通道52b可以包括相对于第一主通道51倾斜延伸的区段。
110.如果第二副通道62a包括延伸部63a，则第一副通道62a可以包括相对于第二主通
道61倾斜延伸的区段。同样，如果第二副通道62b包括延伸部63b，则第二副通道62b可以包括相对于第二主通道61倾斜延伸的区段。
111.延伸部63a不限于如上述实施方式中沿正交方向z线性延伸。例如，如图5所示，延伸部63a可以包括沿正交方向z以波浪形状延伸的波浪形区段64a。同样，尽管未例示，但是延伸部63b可以包括沿正交方向z以波浪形状延伸的波浪形区段。
112.可以省略第一副通道52a(52b)。在这种情况下，第一槽通道37a可以被构造成：代替第一副通道52a(52b)，相对于第一主通道51倾斜延伸的附加的副通道将第一主通道51和连接通道97彼此连接。根据该变型例，可以省略位于mea10的与附加的副通道相反的一侧的第二副通道62b(62a)。在这种情况下，第二槽通道47a可以被构造成：代替第二副通道62b(62a)，相对于第二主通道61倾斜延伸的附加的副通道将第二主通道61和连接通道98彼此连接。
113.第一分隔件30和第二分隔件40并非必须通过冲压金属板而形成，而是可以通过切割或蚀刻而形成。
114.用于第一分隔件30和第二分隔件40的材料不限于钛或不锈钢，而可以是铝。另外，除金属外还可以使用诸如碳等的材料。
115.在不脱离权利要求及其等价方案的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行形式和细节上的各种改变。这些实施例仅是出于说明，而不是出于限制的目的。各实施例中的特征的说明被认为适用于其它实施例中的类似特征或方面。如果以不同的顺序执行序列，和/或如果以不同的方式对所说明的系统、架构、设备或电路中的部件进行组合，和/或由其它部件或其等价方案替换或补充，可以实现合适的结果。本公开的范围不是由详细的说明书限定的，而是由权利要求及其等价方案限定的。在权利要求及其等价方案的范围内的所有变化都包括在本公开中。

技术特征：
1.一种燃料电池堆，其包括堆叠的单电池，其中，各单电池均包括：发电单元；以及第一分隔件和第二分隔件，所述第一分隔件和所述第二分隔件将所述发电单元保持在所述第一分隔件和所述第二分隔件之间，各单电池均包括在所述发电单元的外侧的歧管，所述歧管沿所述单电池的堆叠方向延伸穿过所述单电池，并且被构造成使得燃料气体或氧化剂气体流过所述歧管，所述歧管包括：燃料气体入口歧管，所述燃料气体入口歧管被构造成将所述燃料气体供应到所述单电池中；燃料气体出口歧管，所述燃料气体出口歧管被构造成从所述单电池排放所述燃料气体；氧化剂气体入口歧管，所述氧化剂气体入口歧管被构造成将所述氧化剂气体供应到所述单电池中；以及氧化剂气体出口歧管，所述氧化剂气体出口歧管被构造成从所述单电池排放所述氧化剂气体，第一方向与所述堆叠方向正交，第二方向与所述堆叠方向和所述第一方向都正交，在各单电池的所述第一方向上的第一端处，从所述第二方向上的第一侧依次配置所述燃料气体入口歧管和所述氧化剂气体出口歧管，在各单电池的所述第一方向上的第二端处，从所述第二方向上的所述第一侧依次配置所述氧化剂气体入口歧管和所述燃料气体出口歧管，所述第一分隔件包括面对所述发电单元的对向表面，所述第一分隔件的所述对向表面包括供所述燃料气体流过的第一槽通道，所述第一槽通道包括：第一主通道，所述第一主通道沿所述第一方向延伸并且沿所述第二方向并排配置；以及第一副通道，所述第一副通道在所述第一方向上与所述第一主通道相邻并且朝向所述燃料气体入口歧管和所述燃料气体出口歧管中的至少一方延伸，所述第二分隔件包括面对所述发电单元的对向表面，所述第二分隔件的所述对向表面包括供所述氧化剂气体流过的第二槽通道，所述第二槽通道包括：第二主通道，所述第二主通道沿所述第一方向延伸并且沿所述第二方向并排配置；以及第二副通道，所述第二副通道位于所述发电单元的与所述第一副通道相反的一侧，所述第一副通道和所述第二副通道均包括沿所述第二方向延伸的延伸部，一组第一副通道或一组第二副通道中的至少一方的所述延伸部包括沿所述对向表面的平面方向以波浪形状延伸的波浪形区段，并且
所述波浪形区段与所述一组第一副通道和所述一组第二副通道中的另一方的其中一个所述延伸部以所述发电单元处于所述波浪形区段与该其中一个所述延伸部之间的方式相交叉。2.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其特征在于，所述第一副通道朝向所述燃料气体入口歧管和所述燃料气体出口歧管两者延伸。3.根据权利要求1或2所述的燃料电池堆，其特征在于，仅所述第一副通道的所述延伸部包括所述波浪形区段。

技术总结
一种燃料电池堆，其包括堆叠的单电池。各单电池均包括发电单元、第一分隔件和第二分隔件。第一分隔件包括面对发电单元的对向表面。对向表面包括第一槽通道。第一槽通道包括第一主通道和第一副通道。第二分隔件包括面对发电单元的对向表面。对向表面包括第二槽通道。第二槽通道包括第二主通道和第二副通道。一组第一副通道或一组第二副通道中的至少一方的延伸部包括波浪形区段。波浪形区段与一组第一副通道和一组第二副通道中的另一方的其中一个延伸部以发电单元处于波浪形区段与该其中一个延伸部之间的方式相交叉。个延伸部之间的方式相交叉。个延伸部之间的方式相交叉。


技术研发人员：青野晴之 河边聪
受保护的技术使用者：丰田纺织株式会社
技术研发日：2023.03.17
技术公布日：2023/9/26