專利名稱：燃料電池的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種燃料電池，其包括組殼內的維修和檢查用孔，以及能 夠通過從組殼外部進行的機械操作來阻斷燃料電池組向外部裝置供給輸出 的阻斷裝置。
背景技術：
近年來，燃料電池電動車輛等引發(fā)關注，其中通過燃料氣體和氧化氣 體的電化學反應而產生電能的燃料電池被用作能源。通常，這種燃料電池 包括具有電池層疊體的燃料電池組，在所述電池層疊體中通過燃料氣體和 氧化氣體的電化學反應產生電能的所需數(shù)量的電池彼此層疊，并且利用組 殼覆蓋所述燃料電池組的外部來形成燃料電池。
于是，對于這種燃料電池，已知一種包括所謂的"檢修插頭"的燃料 電池，所述"檢修插頭"用作電流斷路器，用于在對燃料電池組進行維修 和檢查時使輸出纜線與燃料電池組電隔離(例如，見日本專利特開
2002-367666號^St艮)。

發(fā)明內容
現(xiàn)在，這種燃料電池具有設在其組殼內的檢修插頭，還具有形成在組 殼內的維修和檢查用孔(所謂的"檢修孔")，但是，由于組殼由薄金屬 板制成，因此難以實現(xiàn)維修和檢查用孔的開口部處的平面度(flatness), 在安裝上用于覆蓋所述孔的蓋子時，可能無法提供充分的密封。
此外，由于組殼為壓制成形，因而維修和檢查用孔的后加工工時增加， 導致成本上升。
鑒于上述情況而作出本發(fā)明，其目的在于提供一種能不增加成本且保 證充分密封地形成維修和檢查用孔的燃料電池。
因此，為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的燃料電池為這樣一種燃料電池，
其包括燃料電池組；用于容納所述燃料電池組的組殼；接合部，所述接
出i線用于將所述燃^電池^的輸出傳輸?shù)皆O置在;斤述組殼外部的裝置；' 和阻斷裝置，所述阻斷裝置能夠通過從所述組殼外部進行的機械操作來中 斷所述接合部的相互連接，其中，在所述組殼內形成有允許從所述組殼的 外部到內部進行維修和檢查的第一通孔，所述阻斷裝置安裝在所述組殼上 以從外部覆蓋所述第一通孔，并且所述阻斷裝置包括由實心體形成的殼 體；通過與所述第一通孔連通而使所述組殼的外部與內部連通的第二通孔； 和用于封閉所述第二通孔的封閉蓋。
由于這種構型，允許從組殼的外部接觸到內部的維修和檢查用孔(所 謂的"檢修孔")能由在組殼內形成的第一通孔和在阻斷裝置內形成的第 二通孔構成，并且在阻斷裝置的由實心體制成的殼體內形成的第二通孔由 封閉蓋封閉。
因此，能夠提高由第一通孔和第二通孔構成的維修和檢查用孔的開口 的邊緣處的平面度，并且能夠使用于封閉維修和檢查用孔的封閉蓋與該孔 的開口邊緣穩(wěn)定接觸，從而對該孔提供充分的密封。此外，能夠抑制為了 使維修和檢查用孔精確成形而對組殼進行后加工所導致的成本上升。
阻斷裝置的殼體可由例如通過將鋁切削加工成框架形式而形成的實心 體制成。此外，可通過在殼體壁面上形成肋等而在結構上實現(xiàn)保證密封所 需的剛性。
由于本發(fā)明的燃料電池，能保證充分密封又不增加成本地提供維修和 檢查用孔。


圖1是示出燃料電池的構型的示意圖2是示出阻斷裝置的燃料電池透視圖3是示出阻斷裝置的燃料電池正視圖4是示出阻斷裝置的結構的分解透視圖；以及
圖5是示出阻斷裝置的內部結構的縱剖視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在，參照圖l和2描述根據(jù)本發(fā)明的燃料電池的第一實施例。
圖1示出燃料電池10。該燃料電池10適用于燃料電池電動車輛的車 載發(fā)電系統(tǒng)，也適用于諸如輪船、飛機、電動火車或步行機器人的所有可 動體的發(fā)電系統(tǒng)，還適用于用作建筑物(住宅，樓房)的發(fā)電設備的固定 發(fā)電系統(tǒng)，具體而言可應用于車輛。
如圖1所示，燃料電池10包括燃料電池組11和組殼12,燃料電池組 11具有電池層疊體，在所述電池層疊體中通過燃料氣體和氧化氣體的電化 學反應產生電能的所需數(shù)量的電池^:此層疊，組殼12例如由鋁制成，用于 覆蓋該燃料電池組11的外部。
然后，該燃料電池10經例如由鋁制成的框架14支承在由鐵板等制成 的車身13上。此外，在燃料電池10的組殼12的外表面上設有阻斷裝置 21,并且連接到該阻斷裝置21的輸出纜線22與設在組殼12外部的電力控 制單元23連接。
另外，該電力控制單元23包括用于向車輛驅動電機供給電力的逆變 器；用于向諸如壓縮機電機或氫泵電機之類的使燃料電池10運行所需的各 種輔助機械供給電力的逆變器；和用于對諸如二次電池之類的蓄電裝置充 電或從蓄電裝置向電機供給電力的DC-DC變換器，但省略了對這些設置 的圖示。
如圖2和圖3所示，阻斷裝置21的上部形成為插頭連接部33,并且 通過從組殼12外部進行的機械操作來使檢修插頭32與該插頭連接部33 連接/斷開。
該阻斷裝置21的殼體由通過將鋁切削加工成框架形式而形成的實心 體制成，并且在其正面上用螺釘固定有蓋31。此處所用的術語"實心體，， 是指該體具有足夠的強度，以致于能保證在形成下迷第二通孔55時該第二 通孔的開口邊緣處的平面度的值不低于預定值。
此外，該預定值被定義為如下強度，即在該強度下，當阻斷裝置21 的殼體被安裝在組殼單體的開口邊緣(該實施例中的第一通孔42)上時， 抗應力檢修孔的平面度(該實施例中第二通孔55的開口邊緣處的平面度) 變得高于組殼單體的開口邊緣處的平面度。
在阻斷裝置21的殼體中，優(yōu)選地，用于加強檢修孔的部分的強度高于 組殼單體的開口邊緣處的強度。
可通過使檢修插頭32的殼體(臺座和端子蓋的復合體)的板厚大于組 殼12的板厚或使檢修插頭32的殼體的幾何慣性矩大于組殼12的開口部分 的幾何慣性矩而實現(xiàn)上述構型。
如圖4所示，利用螺釘將阻斷裝置21安裝在設于組殼12 —個側部上 的安裝部41上，并且通過將阻斷裝置21安裝在該安裝部41上，阻斷裝置 21從外部覆蓋在安裝部41內形成的笫一通孔42。
此外，在組殼12的第一通孔42內，經未示出的繼電器與組殼12內的 燃料電池組11連接的輸出母線45露出。
如圖5所示，在阻斷裝置21內設有一對輸入端子51和一對輸出端子 52，它們交替布置成朝插頭連接部33突出。每個輸入端子51與連接母線 53連接，輸出端子52與連結母線54連接。連接母線53向內彎曲并進一 步向下延伸。
這樣，在該實施例中，根據(jù)本發(fā)明的燃料電池組的輸出端子部的一個 示例由輸入端子51和連接母線53構成。
在阻斷裝置21中，在其下側形成有第二通孔55，其通過與形成在組 殼12的安裝部41中的第一通孔42連通而構成了允許從組殼12的外部接 觸到內部的維修和檢查用孔(所謂的"檢修孔")，并且如平面視圖所示， 在該第二通孔55內設有連接母線53的端部。
封閉蓋56構造成利用螺釘從外表面?zhèn)劝惭b在該第二通孔55上，并且
通過安裝該封閉蓋56,第二通孔55、繼而維修和檢查用孔被封閉。
此外，在阻斷裝置21中，在其一個側部形成有纜線連接部61。在該 纜線連接部61內布置有一對端子62,并且連結母線54利用螺栓57和螺 母58與端子62連接。要連接到電力控制單元23的輸出纜線22固定在該 纜線連接部61上，并且輸出纜線22的導線與端子62連接。
要安裝在阻斷裝置21的插頭連接部33上的檢修插頭32包括四個連接 端子71,并且通過將該檢修插頭32安裝在插頭連接部33上，位于阻斷裝
新r八禍"T m ，稀r w w-"""夂-
因此，檢修插頭32使彼此相鄰的輸入端子51和輸出端子52導電連通。
這樣，在該實施例中，這些連接端子71構成了4艮據(jù)本發(fā)明的用于在輸 出纜線和阻斷裝置內的輸出端子部之間進行電連接的接合部的一個示例。
此外，本發(fā)明的阻斷裝置包括與負載(該實施例中的電力控制單元 23)電連接的第一端子(該實施例中的輸出端子52);與該第一端子分離 并與燃料電池組11的輸出端子(該實施例中的連接母線53)電連接的第 二端子(該實施例中的輸入端子51);使第一端子和第二端子導電連通的 導體(該實施例中的連接端子71)。該導體響應于使用者的機械操作而在 使第一和第二端子導電連通的位置與不使第一和第二端子導電連通的位置 之間移動。
此外，根據(jù)本發(fā)明和該實施例的阻斷裝置包括具有用于支承第一和第 二端子的臺座和用于覆蓋第二端子的蓋等的殼體。然后，所述殼體布置在 形成于組殼12內的第一通孔(檢修孔)的周緣部上，并起到加強組殼12 內的第一通孔的周緣部的作用。
此外，對于本發(fā)明的阻斷裝置，除了導體能與阻斷裝置本體(該實施 例中的插頭連接部33和纜線連接部61)分離的構型之外，還可包括導體 與阻斷裝置本體一體地形成為能移到第一通孔和第二通孔之間的構型，即 與所謂的"斷路器"類似的構型。
通過將以上述方式構造的阻斷裝置21安裝到組殼12的一個側部以覆 蓋第一通孔42,連接母線53的端部被安置在連接到燃料電池組11的輸出
母線45上。在這種狀態(tài)下，經第二通孔55能利用螺栓59將連接母線53 和輸出母線45緊固在一起而導電連通。
然后，在經第二通孔55將連接母線53和輸出母線45緊固在一起后， 蓋上封閉蓋56以覆蓋第二通孔55,并用螺釘固定該封閉蓋56，由此構成 維修和檢查用孔的第一通孔42和第二通孔55被封閉蓋56覆蓋，從而實現(xiàn) 對組殼12內部的密封。
在包括上述阻斷裝置21的燃料電池IO中，由燃料電池組ll產生的電 力(輸出)從輸出母線45經連接母線53、檢修插頭32、連結母線54和輸 出纜線22傳送到設在組殼12外部的電力控制單元23。
在對燃料電池10進行維修時，首先，從插頭連接部33上取下阻斷裝 置21的檢修插頭32。這樣，輸入端子51和輸出端子52與連接端子71脫 開，并且彼此相鄰的輸入端子51和輸出端子52彼此電氣地斷開，從而保 證了在燃料電池IO的高電壓下的安全性。
在這種狀態(tài)下，通過取下封閉蓋56，能夠經第二通孔55及進一步經 第一通孔42維修和檢查包含在組殼12內的燃料電池組11或安裝在其上的 部件。
在維修和檢查完成后，通過將封閉蓋56安裝到第二通孔55的開口邊 緣上以確保第二通孔55和與其連通的第一通孔42被覆蓋，組殼12的內部 被密封。此后，將檢修插頭32安裝到阻斷裝置21的插頭連接部33上，這 樣便將燃料電池組11置于允許將其輸出供給到外部裝置如電力控制單元 23的狀態(tài)。
如上所述，由于根據(jù)本發(fā)明的燃料電池10，通過在阻斷裝置21的由 實心體制成的殼體內形成第二通孔55并用封閉蓋56覆蓋第二通孔55的構 型，可提高第二通孔55的開口邊緣處的平面度。因此，用于封閉第二通孔 55的封閉蓋56能與第二通孔55的開口邊緣穩(wěn)定接觸，從而保證對由第二 通孔55和與其連通的第一通孔42構成的維修和檢查用孔的充分密封。
此外，可抑制為了使維修和檢查用孔精確成形而對壓制成形的組殼12 進行后加工所導致的成本上升。即，由于該燃料電池IO，能不增加成本地
提供由第一通孔42和第二通孔55構成的維修和檢查用孔，還能保證對維 修和檢查用孔的充分密封。
另外，所述檢修孔(上述實施例中的第一通孔42和第二通孔55)也 能用作例如在使檢修插頭32的端子(上述實施例中的連接端子71)和燃 料電池組11的輸出端子(上述實施例中的連接母線53)導電連通時供維 修和檢查操作員使用的通孔。當檢修孔32用于此目的時，其設置成使燃料 電池組11的輸出端子露出。
此處所用的術語"燃料電池組11的輸出端子，，可以是經導線連接到與 電池組固定在一起的端子板的端子，或所述端子板的一部分。
權利要求
1.一種燃料電池，包括:燃料電池組；用于容納所述燃料電池組的組殼；接合部，所述接合部用于使輸出纜線與所述燃料電池組的輸出端子部相互電連接，所述輸出纜線用于將所述燃料電池組的輸出傳輸?shù)皆O置在所述組殼外部的裝置；和阻斷裝置，所述阻斷裝置能夠通過從所述組殼外部進行的機械操作來中斷所述接合部的相互連接，其中在所述組殼內形成有允許從所述組殼的外部到內部進行維修和檢查的第一通孔，并且所述阻斷裝置安裝在所述組殼上以從外部覆蓋所述第一通孔，并且所述阻斷裝置包括:由實心體形成的殼體；通過與所述第一通孔連通而使所述組殼的外部與內部連通的第二通孔；和用于封閉所述第二通孔的封閉蓋。
2. 根據(jù)權利要求l所述的燃料電池，其中所述阻斷裝置的所述殼體由通過將鋁切削加工成框架形式而形成的實 心體制成。
全文摘要
一種燃料電池，包括輸出纜線(22)和阻斷裝置(21)，輸出纜線(22)用于將燃料電池組(11)的輸出輸出到設在組殼(12)外部的裝置(23)，并與燃料電池組(11)的輸出端子連接，阻斷裝置(21)能夠通過從組殼(12)外部進行的機械操作阻斷從燃料電池組(11)向裝置(23)的輸出。所述組殼具有允許從組殼(12)的外部到內部進行維修檢查的第一通孔(42)。阻斷裝置(21)從外部覆蓋第一通孔(42)。阻斷裝置(21)具有由剛性材料形成的殼體。阻斷裝置(21)具有與第一通孔(42)連通而使組殼(12)的內部和外部之間連通的第二通孔(55)以及用于封閉第二通孔(55)的封閉蓋(56)。
文檔編號H01M8/24GK101375454SQ200780003699
公開日2009年2月25日 申請日期2007年1月24日 優(yōu)先權日2006年1月31日
發(fā)明者小原努, 松原淳一 申請人:豐田自動車株式會社