[发明专利]燃料电池堆

说明书

提供一种燃料电池堆，所述燃料电池堆包括电池层压件和表面压力调节单元，所述电池层压件通过在预定的堆叠方向上堆叠多个电池单元而形成；所述表面压力调节单元堆叠在所述电池层压件的第一表面上。所述表面压力调节单元调节在堆叠方向上施加至所述电池单元的表面压力。所述单元包括第一电磁体和第二电磁体，所述第二电磁体安装在所述电池层压件的一个表面和所述第一电磁体之间从而加压所述电池单元。控制器通过向第一电磁体和第二电磁体选择性地施加电流而使得在第一电磁体和第二电磁体之间施加吸引力或排斥力，从而调节通过第二电磁体施加至电池单元的加压力。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年11月7日提交的韩国专利申请第10-2017-0147540号的优先权，该申请的全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本公开涉及燃料电池堆，更具体地涉及调节施加至电池单元的表面压力的燃料电池堆。

背景技术

作为燃料电池系统的主电源的燃料电池，是被供应了对应于氧化剂的氧气和对应于燃料的氢气从而产生电力同时产生水的设备。在燃料电池中，从氢气储存槽将高纯度氢气供应至燃料电池堆的阳极，并且通过空气供应设备(例如空气压缩机)将大气中的包含有氧气的空气直接供应至燃料电池堆的阴极。供应至阳极的氢气通过阳极催化剂分离成质子和电子，并且质子通过聚合物电解质膜移动至阴极。供应至阴极的空气中的氧气与通过外部接线引入阴极的电子组合从而产生电能同时产生水。

通常地，燃料电池堆包括电池层压件、端板、紧固构件等，所述电池层压件通过堆叠至少数百个电池单元而形成，所述端板分别设置在电池层压件的两端，所述紧固构件紧固端板从而向电池层压件的电池单元施加预定的表面压力。特别地，术语“电池单元”表示通过堆叠聚合物电解质膜、阳极、阴极、隔膜、垫圈等而形成的单元体。

同时，施加至电池单元的表面压力可以由于各种原因(例如燃料电池堆的降解、由于温度降低而造成的垫圈收缩等)而变化。如上所述的施加至电池单元的表面压力的变化是燃料电池堆的性能变差(例如气体泄漏、输出功率降低、耐久性变差等)的主要原因。然而，由于根据相关技术的燃料电池堆不包括用于补偿施加至电池单元的表面压力的变化的构造，由于施加至电池单元的表面压力的变化使得燃料电池堆的性能变差。

发明内容

本公开提供一种通过调节施加至电池单元的表面压力而改进结构的燃料电池堆。

根据本公开的示例性实施方案，燃料电池堆可以包括：电池层压件，所述电池层压件通过在预定的堆叠方向上堆叠多个电池单元而形成；和表面压力调节单元，所述表面压力调节单元堆叠在所述电池层压件的一个表面上，并且被构造成调节在堆叠方向上施加至所述电池单元的表面压力。所述表面压力调节单元可以包括：第一电磁体；第二电磁体，所述第二电磁体安装在所述电池层压件的一个表面和所述第一电磁体之间从而加压所述电池单元；和控制器，所述控制器被构造成通过向第一电磁体和第二电磁体选择性地施加电流而使得在第一电磁体和第二电磁体之间施加吸引力或排斥力，从而调节通过第二电磁体施加至电池单元的加压力。

所述表面压力调节单元可以进一步包括壳体，所述壳体具有可以容纳第一电磁体和第二电磁体的容纳空间。所述第二电磁体可以被安装成在堆叠方向上可滑动地移动，从而与所述第一电磁体隔开或者邻接所述第一电磁体。所述壳体可以进一步具有开口，所述开口允许所述容纳空间朝向所述电池层压件的第一表面打开。所述电池层压件的一个端部可以通过所述开口插入所述容纳空间。所述第二电磁体可以具有预定的横截面积，从而引导其第一端部通过所述开口到达所述容纳空间的外部。