燃料電池組制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種制造燃料電池組的方法。
【背景技術】
[0002]例如在日本專利申請公開N0.2006-294492 (JP 2006-294492 A)中所述的技術中涉及一種制造燃料電池組的方法，使用張力板和螺栓來層疊燃料電池，隨之執(zhí)行時效處理，以通過在燃料電池組上施加壓縮負荷來進行最初的蠕變。在時效處理后，通過旋轉被設置在端板中的調節(jié)螺釘來收緊燃料電池組。
[0003]然而，在JP 2006-294492 A中所述的制造方法中，相對于燃料電池組的尺寸，用于收緊燃料電池組的調節(jié)螺釘具有大尺寸，并且此外，用于收緊燃料電池組的機構復雜。結果，燃料電池組的總重量增加。因此，存在一種對下列技術的需求，通過這種技術能夠以更簡單的構造制造燃料電池組。此外，在傳統(tǒng)的燃料電池組制造方法中，存在對降低燃料電池組的制造成本、簡化制造設施等的需求。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的一方面是一種燃料電池組制造方法，該方法包括:第一步驟，在該第一步驟中，布置帶狀第一緊固構件和第二緊固構件，使得所述第一緊固構件的第一端部與所述第二緊固構件的第一端部相鄰，并且所述第一緊固構件的第二端部與所述第二緊固構件的第二端部相鄰，并且，布置由多個層疊燃料電池形成的燃料電池組，以便將所述燃料電池組在層疊方向上夾在所述第一緊固構件和所述第二緊固構件之間；第二步驟，在該第二步驟中，通過以下方式臨時緊固所述燃料電池組，即，在以預定載荷向所述燃料電池組施加壓力的同時，將夾具插入孔狀第一連接部和第二連接部中，以便將所述第一緊固構件連接至所述第二緊固構件，其中，所述第一連接部被形成在所述第一緊固構件的所述第一端部和所述第二端部上，且所述第二連接部被形成在所述第二緊固構件的所述第一端部和所述第二端部上；第三步驟，在該第三步驟中，在被臨時緊固的燃料電池組上執(zhí)行時效處理，以便進行所述燃料電池組的蠕變變形；和第四步驟，在該第四步驟中，向所述燃料電池組再次施加壓力，以便收緊所述燃料電池組，并且，在再次施加壓力的同時，將銷插入所述第一連接部和所述第二連接部中，所述銷的直徑對應于當再次施加壓力時所述第一連接部和所述第二連接部重疊的表面面積。根據(jù)該制造方法，使用簡單機構來收緊燃料電池組，從而能夠減小燃料電池組的總重量。此外，能夠易于保持所施加的用于進行燃料電池組的蠕變變形的壓力。結果，能夠以簡單構造制造燃料電池組。
[0005]該制造方法還可以包括第五步驟，在第二步驟之前執(zhí)行該第五步驟，以在所述燃料電池組上施加所述預定載荷時測量所述燃料電池組的在所述層疊方向上的長度，并且根據(jù)測量到的長度來調節(jié)所述第一緊固構件的長度。通過根據(jù)該方面的燃料電池組制造方法，能夠制備與燃料電池組的該長度對應的第一緊固構件，由此消除了使用構件(間隔器)，諸如墊板或板簧來吸收燃料電池組長度變化的需要。結果，能夠以簡單構造制造燃料電池組。
[0006]在第五步驟中，可以通過調節(jié)為了以孔狀形成所述第一連接部而使所述第一緊固構件的所述第一端部和所述第二端部中的至少一個端部折返的位置，來調節(jié)所述第一緊固構件的長度。通過根據(jù)該方面的燃料電池組制造方法，能夠易于調節(jié)第一緊固構件的長度。
[0007]第二緊固構件可以是與燃料電池組相鄰的端板。通過根據(jù)該方面的燃料電池組制造方法，能夠易于將第一緊固構件連接至第二緊固構件。
[0008]第二緊固構件可以是帶狀的，并且第二連接部可以被形成為孔。通過根據(jù)該方面的燃料電池組制造方法，能夠降低第二緊固構件的制造成本。
[0009]本發(fā)明不限于上述燃料電池組制造方法的各方面，并且可以以各種其它實施例實現(xiàn)本發(fā)明。例如，可在下列實施例中實現(xiàn)本發(fā)明，諸如使用該制造方法制造的燃料電池組，或者包括燃料電池組的車輛。
【附圖說明】
[0010]下面將參考附圖描述本發(fā)明的例證性實施例的特征、優(yōu)點和技術與工業(yè)意義，在附圖中，相同的附圖標記表示相同的元件，并且其中:
[0011]圖1是示出用作第一實施例的燃料電池組制造方法的過程圖；
[0012]圖2A至2C是燃料電池組制造方法的示意性例示圖；
[0013]圖3A至3C是燃料電池組制造方法的示意性例示圖；
[0014]圖4A和4B是示出臨時緊固夾具的直徑和成品銷的直徑的視圖；
[0015]圖5A和5B是示出根據(jù)第二實施例的臨時緊固夾具和成品銷的例示圖；
[0016]圖6A和6B是示出根據(jù)第一變型實例的臨時緊固夾具和成品銷的例示圖；
[0017]圖7A和7B是示出根據(jù)第二變型實例的臨時緊固夾具和成品銷的例示圖；
[0018]圖8A至8D是示出根據(jù)第三變型實例的燃料電池組制造方法的例示圖；并且
[0019]圖9A至9C是示出臨時緊固夾具的其它實施例的視圖。
【具體實施方式】
[0020]A.第一實施例
[0021]圖1是示出用作本發(fā)明第一實施例的燃料電池組制造方法的過程圖。圖2A至2C和圖3是燃料電池組制造方法的示意性例示圖。在根據(jù)該實施例的制造方法中，首先，層疊多個燃料電池，以形成燃料電池組100 (步驟S10)。根據(jù)該實施例的燃料電池為聚合物電解質燃料電池。每個燃料電池均通過如下方式形成，即，在具有質子導電性的電解質膜的相應表面上布置催化劑電極層和氣體擴散層，以及在一對分隔件之間夾入催化劑電極層和氣體擴散層。
[0022]在步驟SlO中，如圖2A和3C中所示，多個燃料電池10被布置成，使用在燃料電池10的相應側面中形成的槽口而懸置在兩個桿狀層疊引導器20之間。然后，將第一端板25布置在多個燃料電池10的一端側上，同時將板狀第二端板26、負荷傳感器(荷重計)27和擠壓缸28布置在另一端側上。在該狀態(tài)下，通過使擠壓缸28向燃料電池10側施加指定負荷而壓緊燃料電池10，從而形成了燃料電池組100。可使用另一方法形成燃料電池組100。
[0023]在步驟SlO中形成燃料電池組100之后，接下來，調節(jié)用于緊固燃料電池組100的第一緊固構件30的長度(步驟S20)。在步驟S20中，首先，如圖2A中所示，在向燃料電池組100施加壓力的同時，使用位移計測量燃料電池組100在層疊方向上的長度A，并且向計算機200傳輸結果值。計算機200基于從位移計向其傳輸?shù)拈L度A，計算第一緊固構件30的長度L。能夠使用下文所示的等式(I)確定長度L。在等式(I)中，B為第二端板26在豎直方向上的測量高度。此外，k為通過考慮在緊固燃料電池組100時第一緊固構件30伸展的量的試驗而確定的系數(shù)，并且k被設定為大于O并且小于I。能夠根據(jù)第一緊固構件30的彈性模量、環(huán)境溫度等確定k。
[0024]L = k (A+B+A) (I)
[0025]在已經(jīng)由計算機200計算了第一緊固構件30的長度L之后，首先，如圖3A中所示，制備帶狀第一緊固構件30。例如，第一緊固構件30由具有0.5至1.5mm厚度的不銹鋼板材形成。在第一緊固構件30的每一端中均設置了梳狀縫。如圖3A中所示，第一緊固構件30的兩端朝著相反側端部折返。此時，計算機200通過控制將第一緊固構件30的兩端折返的裝置以便調節(jié)將第一緊固構件30的兩端折返的位置，而將第一緊固構件30的長度調節(jié)為提前計算的長度L。在已經(jīng)通過這種方式折疊了第一緊固構件30的兩端之后，計算機200使用被連接至計算機200的填縫裝置40 (參見圖2B)，將第一緊固構件30的兩端固定至第一緊固構件30的主體部31。結果，如圖3B中所示，在第一緊固構件30的每個端部上均形成多個孔狀(環(huán)狀)第一連接部32。例如可通過點焊、機械鉚接等代替填縫，來將第一緊固構件30的兩端固定至主體部31。
[0026]在已經(jīng)在步驟S20中調節(jié)了第一緊固構件30的長度后，釋放擠壓缸28向燃料電池組100施加的壓力，由此將燃料電池組100布置在第一緊固構件30和第二緊固構件25(第一端板25)之間(步驟S30)。然后，如圖2C中所示，通過在向燃料電池組100施加壓力的同時，將第一緊固構件30連接至第二緊固構件25 (第一端板25)，來臨時地緊固燃料電池組100 (步驟S40)。在該實施例中，第一端板25對應于第二緊固構件，并且因此也將第一端板25稱為“第二緊固構件25”。<