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WO2021172962A1 - Fuel cell system - Google Patents

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Publication number
WO2021172962A1
WO2021172962A1 PCT/KR2021/002525 KR2021002525W WO2021172962A1 WO 2021172962 A1 WO2021172962 A1 WO 2021172962A1 KR 2021002525 W KR2021002525 W KR 2021002525W WO 2021172962 A1 WO2021172962 A1 WO 2021172962A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fuel cell
current collecting
current collector
current
support plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2021/002525
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Inventor
박진아
최성호
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mico Power Ltd
Original Assignee
Mico Power Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mico Power Ltd filed Critical Mico Power Ltd
Priority to CN202180015730.7A priority Critical patent/CN115152064B/en
Publication of WO2021172962A1 publication Critical patent/WO2021172962A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0202Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0247Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the form
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465Details of groupings of fuel cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465Details of groupings of fuel cells
    • H01M8/247Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/249Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells comprising two or more groupings of fuel cells, e.g. modular assemblies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Definitions

  • the present invention relates to a fuel cell system capable of generating electric power using hydrogen-containing fuel gas and oxygen-containing air.
  • Fuel cells generate electricity using the reaction of hydrogen and oxygen. Such a fuel cell is generally used by connecting a plurality of fuel cell stacks in which a plurality of fuel cell cells are stacked for high output.
  • the plurality of fuel cell stacks are electrically connected to each other through an external current collecting structure.
  • the fuel cell stacks are electrically connected using the external current collecting structure, power loss may occur depending on the performance of the external current collecting structure.
  • an insulating oxide may be formed on the external current collecting structure and/or the current collecting pad of the fuel cell stack, thereby generating power losses may occur.
  • a height difference may occur between a plurality of fuel cell stacks during a manufacturing process or an installation process.
  • the fuel cell stack When the plurality of fuel cell stacks are electrically connected using an external current collecting structure having a rigid structure, the fuel cell stack may be damaged. It can cause many problems in the installation of the fuel cell stack, such as the need to accurately adjust the spacing of the fuel cell stack, and can cause power loss due to damage or deformation due to stress concentration. Problems such as
  • a fuel cell system includes a support plate; a first fuel cell stack and a second fuel cell stack disposed on the support plate to be spaced apart from each other; a first current collecting structure electrically connecting the first current collecting pads of the first and second fuel cell stacks to an external circuit; and a second current collecting structure electrically connecting the second current collecting pads of the first and second fuel cell stacks to an external circuit, in this case, the first current collecting structure has one end electrically connected to the external circuit a first current collector connected; a second current collector having a first upper pad connecting portion and a second upper pad connecting portion electrically connected to the first current collecting pads of the first and second fuel cell stacks, respectively; and a third current collector connecting the first current collecting part and the second current collecting part and having a third bent part in a portion thereof.
  • the first current collector and the second current collector may extend along first and second directions parallel to and intersecting with an upper surface of the support plate, respectively, and the second current collecting part may extend along a third direction intersecting the first and second directions, and the third bent part may be bent in a zigzag form based on a plurality of wrinkle lines parallel to the first direction and spaced apart from each other. .
  • the second current collector having a plate structure parallel to the upper surface of the support plate
  • the third current collector is a first central portion connected to the side; the first upper pad connecting portion extending from the first end of the first central portion in the first direction and electrically connected to the first current collecting pad of the first fuel cell stack; and a second upper pad connecting part extending in the first direction from a second end of the first central portion opposite to the first end and electrically connected to the first current collecting pad of the second fuel cell stack.
  • a first bent part bent based on one or more bending lines parallel to the second direction may be formed on a portion of the first upper pad connection part.
  • a second bent part bent based on one or more bending lines parallel to the second direction may be formed on a portion of the second upper pad connection part.
  • the second current collecting structure may include: a fourth current collecting part having one end electrically connected to the external circuit; and a fifth current collector having a first lower pad connecting portion and a second lower pad connecting portion electrically connected to the second current collecting pads of the first and second fuel cell stacks, respectively.
  • the fifth current collector has a plate structure parallel to the upper surface of the support plate, the fourth current collector is connected to the second central portion to the side; the first lower pad connecting portion extending from the first end of the second central portion in the first direction and electrically connected to the second current collecting pad of the first fuel cell stack; and a second lower pad connecting portion extending in the first direction from a second end of the second central portion opposite to the first end and electrically connected to a second current collecting pad of the second fuel cell stack.
  • the first current collector may be disposed on the fourth current collector, and in this case, the fuel cell system may provide a space between the support plate, the fourth current collector, and the first current collector.
  • An insulating coupling member for insulating and fixing the first and second current collecting structures to the support plate may be further included.
  • the insulating coupling member may include: a first insulating spacer member disposed on an upper surface of the support plate; a second insulating spacer member disposed on the first insulating facer member with the fourth current collector interposed therebetween; and a third insulating spacer member disposed on the second insulating spacer member with the first current collector interposed therebetween.
  • the insulating coupling member may further include a coupling member passing through the first to third insulating spacer members and coupling them to the support plate.
  • guide protrusions may be formed on upper surfaces of the first and second insulating spacer members, and guide grooves into which the guide protrusions are inserted may be formed on lower surfaces of the second and third insulating spacer members. have.
  • the guide protrusion is disposed on the fifth current collecting part and the first current collecting part rather than the fastening member. may be formed closer together.
  • protrusions are formed on a surface of at least one of the first and second upper pad connection parts by sanding, and a surface having the protrusions is formed with a conductive paste to correspond to one of the first current collecting pads through a conductive paste.
  • an insulating ceramic coating film may be formed on the surface of the first current collecting structure.
  • the first current collecting pads of the fuel cell stacks are electrically connected to an external circuit using the first current collecting structure that is stretchable in the vertical and horizontal directions, the installation process of the fuel cell stack is easily performed. In addition, it is possible to prevent power loss due to damage to the current collecting pads or the current collecting structure of the fuel cell stacks.
  • FIG. 1 is a view for explaining a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A and 2B are cross-sectional views and plan views illustrating a second current collecting unit of the first current collecting structure shown in FIG. 1 .
  • 3A and 3B are a cross-sectional view and a plan view illustrating a third current collecting unit of the first current collecting structure shown in FIG. 1 .
  • 4A and 4B are a cross-sectional view and a plan view illustrating a fifth current collecting unit of the second current collecting structure shown in FIG. 1 .
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an insulating coupling member applied to a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.
  • first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component.
  • FIGS. 2A and 2B are cross-sectional and plan views for explaining a second current collecting unit of the first current collecting structure shown in FIG. 1
  • 3A and 3B are cross-sectional and plan views illustrating a third current collecting unit of the first current collecting structure shown in FIG. 1
  • FIGS. 4A and 4B are a fifth current collecting unit of the second current collecting structure shown in FIG. 1 . It is a cross-sectional view and a plan view for explanation.
  • the fuel cell system 1000 includes a support plate 1100, a plurality of fuel cell stacks ( 1210 , 1220 , 1230 , and 1240 , a first current collecting structure 1300 , and a second current collecting structure 1400 may be included.
  • the support plate 1100 may be disposed under the plurality of fuel cell stacks 1210 , 1220 , 1230 , and 1240 to support them. As long as the plurality of fuel cell stacks 1210 , 1220 , 1230 , and 1240 can be stably supported, the shape and structure of the support plate 1100 are not particularly limited.
  • the plurality of fuel cell stacks 1210 , 1220 , 1230 , and 1240 may be disposed on the support plate 1100 .
  • Each of the fuel cell stacks 1210 , 1220 , 1230 , and 1240 may include an upper end plate and a lower end plate spaced apart from each other, and a single cell stack disposed therebetween and in which a plurality of fuel cell unit cells are stacked.
  • the unit cell stack may include a plurality of stacked unit cells and a plurality of separators respectively disposed between the unit cells to connect the unit cells in series.
  • each of the unit cells may have a structure including an electrolyte layer and a first electrode and a second electrode respectively disposed on both sides thereof, wherein one of the first electrode and the second electrode is an anode electrode and the other one is an anode electrode may be a cathode electrode.
  • the unit cell may be one flat type unit cell selected from a solid oxide fuel cell (SOFC), a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC), a molten carbonate fuel cell (MCFC), and the like.
  • the separator may be formed of an electrically conductive material and disposed between two adjacent unit cells to electrically connect the first electrode of the lower unit cell and the second electrode of the upper unit cell.
  • a plurality of unit cells positioned in one fuel cell stack may be connected in series by the separation plates.
  • the upper end plate and the lower end plate may be respectively disposed on the upper and lower portions of the unit cell stack, and may be formed of an electrically conductive material, for example, a metal material.
  • the upper end plate may be electrically connected to a first electrode of an uppermost unit cell of the unit cell stack, and may include a first current collecting pad exposed to the outside of the fuel cell stack.
  • the lower end plate may be electrically connected to a second electrode of a lowermost unit cell of the unit cell stack, and may include a second current collecting pad exposed to the outside of the fuel cell stack.
  • the first current collecting pad and the second current collecting pad may protrude in the same direction to face each other while being spaced apart from each other.
  • the first current collecting pad and the second current collecting pad of the first fuel cell stack 1210 are directed toward the fourth fuel cell stack 1240 .
  • the first current collecting pad and the second current collecting pad of the second fuel cell stack 1220 may be formed to protrude toward the third fuel cell stack 1230 , and the third fuel
  • the first and second current collecting pads of the cell stack 1230 may be formed to protrude toward the second fuel cell stack 1220
  • the first and second current collecting pads of the fourth fuel cell stack 1240 may be formed.
  • the second current collecting pad may be formed to protrude toward the first fuel cell stack 1210 .
  • the first current collecting structure 1300 may electrically connect the first current collecting pads of the fuel cell stacks 1210, 1220, 1230, 1240 to an external circuit (not shown) such as a load or a power converter. have.
  • the first current collecting structure 1300 may be integrally formed by processing a metal plate having conductivity.
  • the first current collecting structure 1300 includes a first current collecting part 1310 having one end electrically connected to the external circuit, and a first of the fuel cell stacks 1210 , 1220 , 1230 , 1240 .
  • a second current collecting unit 1320 having a plurality of upper pad connection units electrically connected to the current collecting pads, respectively, and a third current collecting unit connecting the first current collecting unit 1310 and the second current collecting unit 1320 ( 1330) may be included.
  • the first current collector 1310 may be disposed adjacent to the upper surface of the support plate 1100 , may extend in parallel to the upper surface of the support plate 1100 , and may have a preset width and thickness. . A first end of the first current collector 1310 may be electrically connected to the external circuit.
  • the first current collector 1310 is disposed parallel to the upper surface of the support plate 1100 , and has a width in the first direction (X) parallel to the upper surface of the support plate 1100 . It may have a rectangular plate structure parallel to the upper surface of the support plate 1100 and having a length in a second direction (Y) orthogonal to the first direction (X).
  • the second current collector 1320 may extend in a direction crossing the first current collector 1310 to have a length in the first direction (X) and a width in the second direction (Y).
  • the second current collector 1320 may include a first central portion 1321 , a first upper pad connecting portion 1322 , and a second upper pad connecting portion 1323 .
  • the first central portion 1321 may have a plate structure parallel to the upper surface of the support plate 1100 .
  • the first central portion 1321 may have a rectangular plate structure having a length (X) in the first direction and a width in the second direction (Y).
  • the first upper pad connecting portion 1322 may extend in the opposite direction to the first central portion 1321 from a first end that is one end of the first central portion 1321 in the first direction (X),
  • the second upper pad connection part 1323 may extend from a second end of the first center 1321 opposite to the first end in a direction opposite to the first center 1321 .
  • each of the first upper pad connecting portion 1322 and the second upper pad connecting portion 1323 includes a first bent portion 1322a forming a wrinkle for imparting elasticity in the first direction (X) to a portion thereof, and
  • Each of the second bent portions 1323a may be provided.
  • the first and second bent portions 1322a and 1323a may be bent based on one or more bending lines parallel to the second direction (Y).
  • the third current collector 1330 includes a second end perpendicular to the first and second directions (X, Y) from a second end of the first current collector 1310 opposite to a first end electrically connected to an external circuit. It may extend in the three directions (Z) and may be connected to the side surface of the first central portion 1321 of the second current collector 1320 , may have the same width and thickness as the first current collector 1310 , and may have a portion A third bent part 1330a for forming wrinkles for imparting elasticity in the third direction (Z) may be provided. In an embodiment, the third bent part 1330a may be bent in a zigzag shape based on a plurality of wrinkle lines parallel to the first direction X. The third current collector 1330 may be extended or contracted in the third direction Z by the third bent part 1330a.
  • the second current collecting structure 1400 may electrically connect the second current collecting pads of the fuel cell stacks 1210 , 1220 , 1230 , and 1240 to the external circuit (not shown).
  • the second current collecting structure 1400 may be integrally formed by processing a metal plate having conductivity.
  • the second current collecting structure 1400 includes a fourth current collecting unit 1410 having one end electrically connected to the external circuit and a second of the fuel cell stacks 1210 , 1220 , 1230 , 1240 . It may include a fifth current collector 1420 having a plurality of lower pad connection parts electrically connected to the current collecting pads, respectively.
  • the fourth current collector 1410 may be disposed adjacent to the upper surface of the support plate 1100, may extend parallel to the upper surface of the support plate 1100, and may have a preset width and thickness. , a first end may be electrically connected to the external circuit.
  • the fourth current collector 1410 is disposed parallel to the upper surface of the support plate 1100 and is a rectangle having widths and lengths in the first direction (X) and the second direction (Y). It may have a plate structure.
  • the fifth current collector 1420 may have a length in the first direction (X) and a width in the second direction (Y).
  • the fifth current collector 1420 may include a second central portion 1421 , a first lower pad connecting portion 1422 , and a second lower pad connecting portion 1423 .
  • the second central portion 1421 may have a plate structure parallel to the upper surface of the support plate 1100 , and includes a portion of the fourth current collector 1410 opposite to the first end electrically connected to an external circuit. It may be connected to the second end.
  • the second central portion 1421 may have a rectangular plate structure having a length X in the first direction and a width in the second direction Y, and the fourth current collector 1410 may have a rectangular plate structure. ) of the second end may be connected to the side of the second central portion 1421 .
  • the first lower pad connection part 1422 extends from a first end that is one end of the second center 1421 in the first direction X in a direction opposite to the second center 1421
  • the second lower pad connection part 1423 may extend from a second end of the second center 1421 opposite to the first end in a direction opposite to the second center 1421 .
  • each of the first lower pad connecting portion 1422 and the second lower pad connecting portion 1423 includes a fourth bent portion 1422a forming a wrinkle for imparting elasticity in the first direction (X) to a portion thereof;
  • a fifth bent portion 1423a may be provided, respectively.
  • the fourth and fifth bent portions 1422a and 1423a may be bent based on one or more bending lines parallel to the second direction (Y).
  • the first lower pad connecting portion 1422 of 1400 may be electrically connected to the first and second current collecting pads of the first and fourth fuel cell stacks 1210 and 1240, respectively, and the first current collecting
  • the second upper pad connecting portion 1323 of the structure 1300 and the second lower pad connecting portion 1423 of the second current collecting structure 1400 are the first current collecting units of the second and third fuel cell stacks 1220 and 1230 .
  • Each of the pads and the second current collecting pads may be electrically connected to each other.
  • At least one of the first and second upper pad connecting portions 1322 and 1323 and the first and second lower pad connecting portions 1422 and 1423 to reduce contact resistance with a corresponding current collecting pad may be performed, and may be adhered to the corresponding current collecting pad and conductive paste.
  • the surfaces of the first and second current collecting structures 1300 and 1400 are may be coated with an insulating ceramic material.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an insulating coupling member applied to a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.
  • the first current collecting unit 1310 of the first current collecting structure 1300 may be disposed on the fourth current collecting unit 1410 of the second current collecting structure 1400 , in this case , the fuel cell system 1000 according to an embodiment of the present invention insulates between the support plate 1100 , the fourth current collector 1410 , and the first current collector 1310 from each other, and the first and second An insulating coupling member 1500 for fixing the current collecting structures 1300 and 1400 to the support plate 1100 may be further included.
  • the insulating coupling member 1500 includes the first insulating spacer member 1510 disposed on the upper surface of the support plate 1100 and the fourth current collecting part 1410 interposed therebetween by the first insulating facer member ( 1510) a second insulating spacer member 1520 disposed thereon and a third insulating spacer member 1530 disposed on the second insulating spacer member 1520 with the first current collecting part 1310 interposed therebetween; can do.
  • the first to third insulating spacer members 1510 , 1520 , and 1530 may have a plate structure having a constant thickness.
  • the first to third insulating spacer members 1510 , 1520 , and 1530 may be coupled to the support plate 1100 through a fastening member 1530 such as a bolt passing through them.
  • the fourth current collector 1410 and the first current collector 1310 are disposed between the first and second insulating spacer members 1510 and 1520 and between the second and third insulating spacer members 1520 and 1530 . ) can be fixed under pressure.
  • the fourth current collector 1410 or the first current collector 1310 is disposed between the first and second insulating spacer members 1510 and 1520 or between the second and third insulating spacer members ( By moving between 1520 and 1530 and in contact with the fastening member 1530 formed of a metal material, the fourth current collecting part 1410 and the first current collecting part 1310 are short-circuited by the fastening member 1530 To prevent this, guide protrusions 1511 and 1521 may be formed on the upper surface of the first insulating spacer member 1510 and the upper surface of the second insulating spacer member 1520 , and the second insulating spacer member Guide grooves into which the guide protrusions 1511 and 1521 are inserted may be formed on a lower surface of the 1520 and a lower surface of the third insulating spacer member 1530 .
  • the guide protrusions 1511 and 1521 are formed by the fastening member 1530 . ) may be formed closer to the fourth current collecting unit 1410 and the first current collecting unit 1310 than the first.
  • the first current collecting pads of the fuel cell stacks are electrically connected to an external circuit using the first current collecting structure that is stretchable in the vertical and horizontal directions, the installation process of the fuel cell stack is easily performed. In addition, it is possible to prevent power loss due to damage to the current collecting pads or the current collecting structure of the fuel cell stacks.
  • fuel cell system 1100 support plate
  • first current collecting structure 1310 first current collecting unit

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Disclosed is a fuel cell system. The fuel cell system comprises: a support plate; a first fuel cell stack and a second fuel cell stack which are disposed on the upper portion of the support plate so as to be spaced apart from each other; a first current collection structure which electrically connects first current collection pads of the first and second fuel cell stacks to an external circuit; and a second current collection structure which electrically connects second current collection pads of the first and second fuel cell stacks to the external circuit. The first current collection structure comprises: a first current collection unit having one end part electrically connected to the external circuit; a second current collection unit including a first upper pad connection unit and a second upper pad connection unit which are electrically connected to the first current collection pads of the first and second fuel cell stacks, respectively; and a third current collection unit which connects the first current collection unit and the second current collection unit and has a third bent part formed on one portion.

Description

연료전지 시스템fuel cell system

본 발명은 수소 함유 연료가스 및 산소 함유 공기를 이용하여 전력을 생성할 수 있는 연료전지 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell system capable of generating electric power using hydrogen-containing fuel gas and oxygen-containing air.

연료전지는 수소와 산소의 반응을 이용하여 전기를 생성한다. 이러한 연료전지는 일반적으로 고출력을 위해 복수의 연료전지 셀을 적층한 연료전지 스택을 복수개 연결하여 사용된다. Fuel cells generate electricity using the reaction of hydrogen and oxygen. Such a fuel cell is generally used by connecting a plurality of fuel cell stacks in which a plurality of fuel cell cells are stacked for high output.

이 경우, 복수개의 연료전지 스택은 외부 집전 구조체를 통해 서로 전기적으로 연결된다. 다만, 외부 집전 구조체를 이용하여 연료전지 스택들을 전기적으로 연결할 경우, 상기 외부 집전 구조체의 성능에 따라 전력손실이 발생할 수 있다. 예를 들면, 연료전지 시스템의 운전시 상기 외부 집전 구조체는 고온의 산화분위기에 장시간 노출되므로, 상기 외부 집전 구조체 및/또는 상기 연료전지 스택의 집전패드에 절연성 산화물이 형성될 수 있고, 이로 인해 전력 손실이 발생할 수 있다. In this case, the plurality of fuel cell stacks are electrically connected to each other through an external current collecting structure. However, when the fuel cell stacks are electrically connected using the external current collecting structure, power loss may occur depending on the performance of the external current collecting structure. For example, since the external current collecting structure is exposed to a high-temperature oxidizing atmosphere for a long time during operation of the fuel cell system, an insulating oxide may be formed on the external current collecting structure and/or the current collecting pad of the fuel cell stack, thereby generating power losses may occur.

또한, 제조 과정이나 설치 과정에서, 복수의 연료전지 스택들 사이에 높이차가 발생할 수 있는데, 견고한 구조의 외부 집전 구조체를 이용하여 이러한 복수의 연료전지 스택을 전기적으로 연결하는 경우, 연료전지 스택의 파손을 유발할 수 있을 뿐만 아니라 연료전지 스택의 이격간격 등을 정확히 조정해야 하는 등의 연료전지 스택의 설치에 많은 문제점을 야기할 수 있고, 응력 집중으로 인한 파손이나 변형으로 인하여 전력손실을 발생시킬 수 있는 등의 문제점이 발생할 수 있다.In addition, a height difference may occur between a plurality of fuel cell stacks during a manufacturing process or an installation process. When the plurality of fuel cell stacks are electrically connected using an external current collecting structure having a rigid structure, the fuel cell stack may be damaged. It can cause many problems in the installation of the fuel cell stack, such as the need to accurately adjust the spacing of the fuel cell stack, and can cause power loss due to damage or deformation due to stress concentration. Problems such as

본 발명의 목적은 상하 방향 및 수평 방향 신축 가능한 제1 집전 구조체를 이용하여 연료전지 스택들의 제1 집전패드들을 외부 회로에 전기적으로 연결시킴으로써, 연료전지 스택의 설치 공정을 용이하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라 연료전지 스택들의 집전패드들 또는 집전 구조체가 파손되어 전력 손실이 발생하는 것을 방지할 수 있는 연료전지 시스템을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to electrically connect first current collecting pads of fuel cell stacks to an external circuit using a first current collecting structure that is stretchable in vertical and horizontal directions, so that an installation process of the fuel cell stack can be easily performed. Rather, it is to provide a fuel cell system capable of preventing power loss due to damage to current collecting pads or current collecting structures of fuel cell stacks.

본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시스템은 지지 플레이트; 상기 지지 플레이트 상부에 서로 이격되게 배치된 제1 연료전지 스택과 제2 연료전지 스택; 상기 제1 및 제2 연료전지 스택의 제1 집전패드를 외부 회로에 전기적으로 연결하는 제1 집전 구조체; 및 상기 제1 및 제2 연료전지 스택의 제2 집전패드를 외부 회로에 전기적으로 연결하는 제2 집전 구조체를 포함하고, 이 경우, 상기 제1 집전 구조체는, 일 단부가 상기 외부 회로와 전기적으로 연결되는 제1 집전부; 상기 제1 및 제2 연료전지 스택들의 제1 집전패드들과 각각 전기적으로 연결되는 제1 상부 패드 연결부 및 제2 상부 패드 연결부를 구비하는 제2 집전부; 및 상기 제1 집전부와 상기 제2 집전부를 연결하고 일부분에 제3 절곡부를 구비하는 제3 집전부를 포함할 수 있다. A fuel cell system according to an embodiment of the present invention includes a support plate; a first fuel cell stack and a second fuel cell stack disposed on the support plate to be spaced apart from each other; a first current collecting structure electrically connecting the first current collecting pads of the first and second fuel cell stacks to an external circuit; and a second current collecting structure electrically connecting the second current collecting pads of the first and second fuel cell stacks to an external circuit, in this case, the first current collecting structure has one end electrically connected to the external circuit a first current collector connected; a second current collector having a first upper pad connecting portion and a second upper pad connecting portion electrically connected to the first current collecting pads of the first and second fuel cell stacks, respectively; and a third current collector connecting the first current collecting part and the second current collecting part and having a third bent part in a portion thereof.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 집전부 및 상기 제2 집전부는 상기지지 플레이트의 상부면과 평행하고 서로 교차하는 제1 방향 및 제2 방향을 따라 각각 연장될 수 있고, 상기 제2 집전부는 상기 제1 및 제2 방향과 교차하는 제3 방향을 따라 연장될 수 있으며, 상기 제3 절곡부는 상기 제1 방향과 평행하고 서로 이격된 복수의 주름선을 기준으로 지그재그 형태로 절곡될 수 있다. In an embodiment, the first current collector and the second current collector may extend along first and second directions parallel to and intersecting with an upper surface of the support plate, respectively, and the second current collecting part may extend along a third direction intersecting the first and second directions, and the third bent part may be bent in a zigzag form based on a plurality of wrinkle lines parallel to the first direction and spaced apart from each other. .

일 실시예에 있어서, 상기 제2 집전부는, 상기 지지 플레이트의 상부면과 평행한 플레이트를 구조를 갖고, 상기 제3 집전부가 측면에 연결된 제1 중심부; 상기 제1 중심부의 제1 단부로부터 상기 제1 방향을 따라 연장되고, 상기 제1 연료전지 스택의 제1 집전패드와 전기적으로 연결되는 상기 제1 상부 패드 연결부; 및 상기 제1 단부에 대향하는 상기 제1 중심부의 제2 단부로부터 상기 제1 방향을 따라 연장되고, 상기 제2 연료전지 스택의 제1 집전패드와 전기적으로 연결되는 제2 상부 패드 연결부를 포함할 수 있다. In one embodiment, the second current collector, having a plate structure parallel to the upper surface of the support plate, the third current collector is a first central portion connected to the side; the first upper pad connecting portion extending from the first end of the first central portion in the first direction and electrically connected to the first current collecting pad of the first fuel cell stack; and a second upper pad connecting part extending in the first direction from a second end of the first central portion opposite to the first end and electrically connected to the first current collecting pad of the second fuel cell stack. can

일 실시예에 있어서, 상기 제1 상부 패드 연결부의 일부에는 상기 제2 방향에 평행한 하나 이상의 절곡선을 기준으로 절곡된 제1 절곡부가 형성될 수 있다. In an embodiment, a first bent part bent based on one or more bending lines parallel to the second direction may be formed on a portion of the first upper pad connection part.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 상부 패드 연결부의 일부에는 상기 제2 방향에 평행한 하나 이상의 절곡선을 기준으로 절곡된 제2 절곡부가 형성될 수 있다. In an embodiment, a second bent part bent based on one or more bending lines parallel to the second direction may be formed on a portion of the second upper pad connection part.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 집전 구조체는, 일 단부가 상기 외부 회로와 전기적으로 연결되는 제4 집전부; 및 상기 제1 및 제2 연료전지 스택들의 제2 집전패드들과 각각 전기적으로 연결되는 제1 하부 패드 연결부 및 제2 하부 패드 연결부를 구비하는 제5 집전부를 포함할 수 있다. In an embodiment, the second current collecting structure may include: a fourth current collecting part having one end electrically connected to the external circuit; and a fifth current collector having a first lower pad connecting portion and a second lower pad connecting portion electrically connected to the second current collecting pads of the first and second fuel cell stacks, respectively.

일 실시예에 있어서, 상기 제5 집전부는, 상기 지지 플레이트의 상부면과 평행한 플레이트를 구조를 갖고, 상기 제4 집전부가 측면에 연결된 제2 중심부; 상기 제2 중심부의 제1 단부로부터 상기 제1 방향을 따라 연장되고, 상기 제1 연료전지 스택의 제2 집전패드와 전기적으로 연결되는 상기 제1 하부 패드 연결부; 및 상기 제1 단부에 대향하는 상기 제2 중심부의 제2 단부로부터 상기 제1 방향을 따라 연장되고, 상기 제2 연료전지 스택의 제2 집전패드와 전기적으로 연결되는 제2 하부 패드 연결부를 포함할 수 있다. In one embodiment, the fifth current collector has a plate structure parallel to the upper surface of the support plate, the fourth current collector is connected to the second central portion to the side; the first lower pad connecting portion extending from the first end of the second central portion in the first direction and electrically connected to the second current collecting pad of the first fuel cell stack; and a second lower pad connecting portion extending in the first direction from a second end of the second central portion opposite to the first end and electrically connected to a second current collecting pad of the second fuel cell stack. can

일 실시예에 있어서, 상기 제1 집전부는 상기 제4 집전부 상부에 배치될 수 있고, 이 경우, 상기 연료전지 시스템은 상기 지지 플레이트, 상기 제4 집전부 및 상기 제1 집전부 사이를 서로 절연시키고 상기 제1 및 제2 집전 구조체를 상기 지지 플레이트에 고정시키는 절연 결합 부재를 더 포함할 수 있다. In an embodiment, the first current collector may be disposed on the fourth current collector, and in this case, the fuel cell system may provide a space between the support plate, the fourth current collector, and the first current collector. An insulating coupling member for insulating and fixing the first and second current collecting structures to the support plate may be further included.

일 실시예에 있어서, 상기 절연 결합 부재는, 상기 지지 플레이트의 상부면 상에 배치된 제1 절연 스페이서 부재; 상기 제4 집전부를 사이에 두고 상기 제1 절연 페이서 부재 상부에 배치된 제2 절연 스페이서 부재; 및 상기 제1 집전부를 사이에 두고 상기 제2 절연 스페이서 부재 상부에 배치된 제3 절연 스페이서 부재를 포함할 수 있다. In an embodiment, the insulating coupling member may include: a first insulating spacer member disposed on an upper surface of the support plate; a second insulating spacer member disposed on the first insulating facer member with the fourth current collector interposed therebetween; and a third insulating spacer member disposed on the second insulating spacer member with the first current collector interposed therebetween.

일 실시예에 있어서, 상기 절연 결합 부재는 상기 제1 내지 제3 절연 스페이서 부재를 관통하고 이들을 상기 지지 플레이트에 결합시키는 체결부재를 더 포함할 수 있다. In an embodiment, the insulating coupling member may further include a coupling member passing through the first to third insulating spacer members and coupling them to the support plate.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 절연 스페이서 부재의 상부면에는 가이드 돌기가 형성되고, 상기 제2 및 제3 절연 스페이서 부재의 하부면에는 상기 가이드 돌기가 삽입되는 가이드 홈이 형성될 수 있다. In an embodiment, guide protrusions may be formed on upper surfaces of the first and second insulating spacer members, and guide grooves into which the guide protrusions are inserted may be formed on lower surfaces of the second and third insulating spacer members. have.

일 실시예에 있어서, 상기 체결부재에 의해 상기 제4 집전부와 상기 제1 집전부가 쇼트되는 것을 방지하기 위해, 상기 가이드 돌기는 상기 체결부재보다 상기 제5 집전부 및 상기 제1 집전부에 더 가깝게 형성될 수 있다. In one embodiment, in order to prevent the fourth current collector and the first current collecting part from being short-circuited by the fastening member, the guide protrusion is disposed on the fifth current collecting part and the first current collecting part rather than the fastening member. may be formed closer together.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 상부 패드 연결부 중 적어도 하나의 표면에는 샌딩처리에 의한 돌기들이 형성되고, 상기 돌기들을 구비하는 표면은 도전성 페이스트를 통해 상기 제1 집전패드들 중 대응되는 것에 연결될 수 있다. In an embodiment, protrusions are formed on a surface of at least one of the first and second upper pad connection parts by sanding, and a surface having the protrusions is formed with a conductive paste to correspond to one of the first current collecting pads through a conductive paste. can be connected to

일 실시예에 있어서, 상기 제1 제1 집전 구조체의 표면에는 절연성 세라믹 코팅막이 형성될 수 있다. In an embodiment, an insulating ceramic coating film may be formed on the surface of the first current collecting structure.

본 발명의 연료전지 시스템에 따르면, 상하 방향 및 수평 방향 신축 가능한 제1 집전 구조체를 이용하여 연료전지 스택들의 제1 집전패드들을 외부 회로에 전기적으로 연결시키므로, 연료전지 스택의 설치 공정을 용이하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라 연료전지 스택들의 집전패드들 또는 집전 구조체가 파손되어 전력 손실이 발생하는 것을 방지할 수 있다. According to the fuel cell system of the present invention, since the first current collecting pads of the fuel cell stacks are electrically connected to an external circuit using the first current collecting structure that is stretchable in the vertical and horizontal directions, the installation process of the fuel cell stack is easily performed. In addition, it is possible to prevent power loss due to damage to the current collecting pads or the current collecting structure of the fuel cell stacks.

그리고 집전 구조체 또는 집전패드의 접촉면을 샌딩 등을 통해 표면적으로 증가시킨 후 도전성 페이스트를 통해 결합시킴으로써, 상기 연료전지 스택에서 생성된 전력이 손실되는 것을 더욱 안정적으로 방지할 수 있다. In addition, by increasing the surface area of the contact surface of the current collecting structure or the current collecting pad through sanding or the like, and then bonding it through a conductive paste, it is possible to more stably prevent power generated in the fuel cell stack from being lost.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.

도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 제1 집전 구조체의 제2 집전부를 설명하기 위한 단면도 및 평면도이다. 2A and 2B are cross-sectional views and plan views illustrating a second current collecting unit of the first current collecting structure shown in FIG. 1 .

도 3a 및 도 3b는 도 1에 도시된 제1 집전 구조체의 제3 집전부를 설명하기 위한 단면도 및 평면도이다. 3A and 3B are a cross-sectional view and a plan view illustrating a third current collecting unit of the first current collecting structure shown in FIG. 1 .

도 4a 및 도 4b는 도 1에 도시된 제2 집전 구조체의 제5 집전부를 설명하기 위한 단면도 및 평면도이다. 4A and 4B are a cross-sectional view and a plan view illustrating a fifth current collecting unit of the second current collecting structure shown in FIG. 1 .

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 시스템에 적용된 절연 결합 부재를 설명하기 위한 단면도이다. 5 is a cross-sectional view illustrating an insulating coupling member applied to a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Since the present invention can have various changes and can have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each figure, like reference numerals have been used for like elements. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged than the actual size for clarity of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are used only to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification is present, and includes one or more other features or steps. , it should be understood that it does not preclude the possibility of the existence or addition of , operation, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 제1 집전 구조체의 제2 집전부를 설명하기 위한 단면도 및 평면도이고, 도 3a 및 도 3b는 도 1에 도시된 제1 집전 구조체의 제3 집전부를 설명하기 위한 단면도 및 평면도이며, 도 4a 및 도 4b는 도 1에 도시된 제2 집전 구조체의 제5 집전부를 설명하기 위한 단면도 및 평면도이다. 1 is a view for explaining a fuel cell system according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2A and 2B are cross-sectional and plan views for explaining a second current collecting unit of the first current collecting structure shown in FIG. 1, 3A and 3B are cross-sectional and plan views illustrating a third current collecting unit of the first current collecting structure shown in FIG. 1 , and FIGS. 4A and 4B are a fifth current collecting unit of the second current collecting structure shown in FIG. 1 . It is a cross-sectional view and a plan view for explanation.

도 1, 도 2a, 도 2b, 도 3a, 도 3b, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시스템(1000)은 지지 플레이트(1100), 복수의 연료전지 스택(1210, 1220, 1230, 1240), 제1 집전 구조체(1300) 및 제2 집전 구조체(1400)를 포함할 수 있다. 1, 2A, 2B, 3A, 3B, 4A and 4B, the fuel cell system 1000 according to the embodiment of the present invention includes a support plate 1100, a plurality of fuel cell stacks ( 1210 , 1220 , 1230 , and 1240 , a first current collecting structure 1300 , and a second current collecting structure 1400 may be included.

상기 지지 플레이트(1100)는 상기 복수의 연료전지 스택(1210, 1220, 1230, 1240)의 하부에 배치되어 이들을 지지할 수 있다. 상기 복수의 연료전지 스택(1210, 1220, 1230, 1240)을 안정적으로 지지할 수 있다면, 상기 지지 플레이트(1100)의 형상 및 구조는 특별히 제한되지 않는다. The support plate 1100 may be disposed under the plurality of fuel cell stacks 1210 , 1220 , 1230 , and 1240 to support them. As long as the plurality of fuel cell stacks 1210 , 1220 , 1230 , and 1240 can be stably supported, the shape and structure of the support plate 1100 are not particularly limited.

상기 복수의 연료전지 스택들(1210, 1220, 1230, 1240)은 상기 지지 플레이트(1100) 상부에 배치될 수 있다. 상기 연료전지 스택들(1210, 1220, 1230, 1240) 각각은 서로 이격되게 배치된 상부 엔드 플레이트와 하부 엔드 플레이트 그리고 이들 사이에 배치되고 복수의 연료전지 단전지들이 적층된 단전지 적층체를 포함할 수 있다. The plurality of fuel cell stacks 1210 , 1220 , 1230 , and 1240 may be disposed on the support plate 1100 . Each of the fuel cell stacks 1210 , 1220 , 1230 , and 1240 may include an upper end plate and a lower end plate spaced apart from each other, and a single cell stack disposed therebetween and in which a plurality of fuel cell unit cells are stacked. can

상기 단전지 적층체는 적층된 복수의 단전지들 및 상기 단전지들 사이에 각각 배치되어 상기 단전지들을 직렬로 연결하는 복수의 분리판을 포함할 수 있다. The unit cell stack may include a plurality of stacked unit cells and a plurality of separators respectively disposed between the unit cells to connect the unit cells in series.

그리고, 상기 단전지들 각각은 전해질층 및 이의 양측에 각각 배치된 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 구조를 가질 수 있고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 중 하나는 애노드 전극이고 나머지 하나는 캐소드 전극일 수 있다. 상기 단전지는 고체산화물 연료전지(SOFC), 고분자 전해질 연료전지(PEMFC), 용융 탄산염 연료전지(MCFC) 등으로부터 선택된 하나의 평판형 단전지일 수 있다.In addition, each of the unit cells may have a structure including an electrolyte layer and a first electrode and a second electrode respectively disposed on both sides thereof, wherein one of the first electrode and the second electrode is an anode electrode and the other one is an anode electrode may be a cathode electrode. The unit cell may be one flat type unit cell selected from a solid oxide fuel cell (SOFC), a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC), a molten carbonate fuel cell (MCFC), and the like.

상기 분리판은 전기 전도성 재질로 형성되고, 인접한 2개의 단전지들 사이에 배치되어 하부 단전지의 제1 전극과 상부 단전지의 제2 전극을 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 분리판들에 의해, 하나의 연료전지 스택 내에 위치하는 복수의 단전지들은 직렬로 연결될 수 있다.The separator may be formed of an electrically conductive material and disposed between two adjacent unit cells to electrically connect the first electrode of the lower unit cell and the second electrode of the upper unit cell. A plurality of unit cells positioned in one fuel cell stack may be connected in series by the separation plates.

상기 상부 엔드 플레이트 및 상기 하부 엔드 플레이트는 상기 단전지 적층체의 상부 및 하부에 각각 배치될 수 있고, 전기 전도성 재료, 예를 들면, 금속 재료로 형성될 수 있다. 상기 상부 엔드 플레이트는 상기 단전지 적층체 중 최상부 단전지의 제1 전극과 전기적으로 연결될 수 있고, 상기 연료전지 스택 외부로 노출된 제1 집전패드를 포함할 수 있다. 그리고 상기 하부 엔드 플레이트는 상기 단전지 적층체 중 최하부 단전지의 제2 전극과 전기적으로 연결될 수 있고, 상기 연료전지 스택 외부로 노출된 제2 집전패드를 포함할 수 있다. 일 실시예로, 각각의 연료전지 스택에 있어서, 상기 제1 집전패드와 상기 제2 집전패드는 동일한 방향으로 돌출되어 서로 이격된 상태에서 마주보게 배치되도록 형성될 수 있다. The upper end plate and the lower end plate may be respectively disposed on the upper and lower portions of the unit cell stack, and may be formed of an electrically conductive material, for example, a metal material. The upper end plate may be electrically connected to a first electrode of an uppermost unit cell of the unit cell stack, and may include a first current collecting pad exposed to the outside of the fuel cell stack. In addition, the lower end plate may be electrically connected to a second electrode of a lowermost unit cell of the unit cell stack, and may include a second current collecting pad exposed to the outside of the fuel cell stack. In one embodiment, in each fuel cell stack, the first current collecting pad and the second current collecting pad may protrude in the same direction to face each other while being spaced apart from each other.

일 실시예로, 상기 복수의 연료전지 스택(1210, 1220, 1230, 1240)이 4각형 형태로 시계 방향으로 배치된 제1 연료전지 스택(1210), 제2 연료전지 스택(1220), 제3 연료전지 스택(1230) 및 제4 연료전지 스택(1240)을 포함하는 경우, 상기 제1 연료전지 스택(1210)의 제1 집전패드 및 제2 집전패드는 상기 제4 연료전지 스택(1240) 방향으로 돌출되도록 형성될 수 있고, 상기 제2 연료전지 스택(1220)의 제1 집전패드 및 제2 집전패드는 상기 제3 연료전지 스택(1230) 방향으로 돌출되도록 형성될 수 있고, 상기 제3 연료전지 스택(1230)의 제1 집전패드 및 제2 집전패드는 상기 제2 연료전지 스택(1220) 방향으로 돌출되도록 형성될 수 있으며, 상기 제4 연료전지 스택(1240)의 제1 집전패드 및 제2 집전패드는 상기 제1 연료전지 스택(1210) 방향으로 돌출되도록 형성될 수 있다.In one embodiment, a first fuel cell stack 1210 , a second fuel cell stack 1220 , and a third When the fuel cell stack 1230 and the fourth fuel cell stack 1240 are included, the first current collecting pad and the second current collecting pad of the first fuel cell stack 1210 are directed toward the fourth fuel cell stack 1240 . The first current collecting pad and the second current collecting pad of the second fuel cell stack 1220 may be formed to protrude toward the third fuel cell stack 1230 , and the third fuel The first and second current collecting pads of the cell stack 1230 may be formed to protrude toward the second fuel cell stack 1220 , and the first and second current collecting pads of the fourth fuel cell stack 1240 may be formed. The second current collecting pad may be formed to protrude toward the first fuel cell stack 1210 .

상기 제1 집전 구조체(1300)는 상기 연료전지 스택들(1210, 1220, 1230, 1240)의 제1 집전패드들을 로드(Load) 또는 전력변환장치 등과 같은 외부 회로(미도시)에 전기적으로 연결할 수 있다. The first current collecting structure 1300 may electrically connect the first current collecting pads of the fuel cell stacks 1210, 1220, 1230, 1240 to an external circuit (not shown) such as a load or a power converter. have.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 집전 구조체(1300)는 전도성을 갖는 금속 플레이트를 가공하여 일체로 형성될 수 있다. 일 실시예로, 상기 제1 집전 구조체(1300)는 일 단부가 상기 외부 회로와 전기적으로 연결되는 제1 집전부(1310), 상기 연료전지 스택들(1210, 1220, 1230, 1240)의 제1 집전패드들과 각각 전기적으로 연결되는 복수의 상부 패드 연결부를 구비하는 제2 집전부(1320) 및 상기 제1 집전부(1310)와 상기 제2 집전부(1320)를 연결하는 제3 집전부(1330)를 포함할 수 있다. In an embodiment, the first current collecting structure 1300 may be integrally formed by processing a metal plate having conductivity. In an embodiment, the first current collecting structure 1300 includes a first current collecting part 1310 having one end electrically connected to the external circuit, and a first of the fuel cell stacks 1210 , 1220 , 1230 , 1240 . A second current collecting unit 1320 having a plurality of upper pad connection units electrically connected to the current collecting pads, respectively, and a third current collecting unit connecting the first current collecting unit 1310 and the second current collecting unit 1320 ( 1330) may be included.

상기 제1 집전부(1310)는 상기 지지 플레이트(1100)의 상부면과 인접하게 배치되고, 상기 지지 플레이트(1100)의 상부면과 평행하게 연장될 수 있으며, 기 설정된 폭 및 두께를 가질 수 있다. 상기 제1 집전부(1310)의 제1 단부가 상기 외부 회로에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 집전부(1310)는 상기 지지 플레이트(1100)의 상부면과 평행하게 배치되고, 상기 지지 플레이트(1100)의 상부면과 평행한 제1 방향(X)으로의 폭과 상기 지지 플레이트(1100)의 상부면과 평행하고 상기 제1 방향(X)과 직교하는 제2 방향(Y)으로의 길이를 갖는 직사각형 플레이트 구조를 가질 수 있다. The first current collector 1310 may be disposed adjacent to the upper surface of the support plate 1100 , may extend in parallel to the upper surface of the support plate 1100 , and may have a preset width and thickness. . A first end of the first current collector 1310 may be electrically connected to the external circuit. For example, the first current collector 1310 is disposed parallel to the upper surface of the support plate 1100 , and has a width in the first direction (X) parallel to the upper surface of the support plate 1100 . It may have a rectangular plate structure parallel to the upper surface of the support plate 1100 and having a length in a second direction (Y) orthogonal to the first direction (X).

상기 제2 집전부(1320)는 상기 제1 집전부(1310)과 교차하는 방향으로 연장되어 상기 제1 방향(X)으로의 길이 및 상기 제2 방향(Y)으로의 폭을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 집전부(1320)는 제1 중심부(1321), 제1 상부 패드 연결부(1322) 및 제2 상부 패드 연결부(1323)를 포함할 수 있다. The second current collector 1320 may extend in a direction crossing the first current collector 1310 to have a length in the first direction (X) and a width in the second direction (Y). For example, the second current collector 1320 may include a first central portion 1321 , a first upper pad connecting portion 1322 , and a second upper pad connecting portion 1323 .

상기 제1 중심부(1321)는 상기 지지 플레이트(1100)의 상부면과 평행한 플레이트를 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 중심부(1321)는 상기 제1 방향으로의 길이(X) 및 상기 제2 방향(Y)으로의 폭을 갖는 직사각형 플레이트 구조를 가질 수 있다. The first central portion 1321 may have a plate structure parallel to the upper surface of the support plate 1100 . For example, the first central portion 1321 may have a rectangular plate structure having a length (X) in the first direction and a width in the second direction (Y).

상기 제1 상부 패드 연결부(1322)는 상기 제1 중심부(1321)의 상기 제1 방향(X)에 대한 일 단부인 제1 단부로부터 상기 제1 중심부(1321)와 반대 방향으로 연장될 수 있고, 상기 제2 상부 패드 연결부(1323)는 상기 제1 단부에 대향하는 상기 제1 중심부(1321)의 제2 단부로부터 상기 제1 중심부(1321)와 반대 방향으로 연장될 수 있다. 한편, 상기 제1 상부 패드 연결부(1322) 및 제2 상부 패드 연결부(1323) 각각은 일부분에 상기 제1 방향(X)으로의 신축성을 부여하기 위한 주름을 형성하는 제1 절곡부(1322a) 및 제2 절곡부(1323a)를 각각 구비할 수 있다. 상기 제1 및 제2 절곡부(1322a, 1323a)는 상기 제2 방향(Y)에 평행한 하나 이상의 절곡선을 기준으로 절곡될 수 있다.The first upper pad connecting portion 1322 may extend in the opposite direction to the first central portion 1321 from a first end that is one end of the first central portion 1321 in the first direction (X), The second upper pad connection part 1323 may extend from a second end of the first center 1321 opposite to the first end in a direction opposite to the first center 1321 . On the other hand, each of the first upper pad connecting portion 1322 and the second upper pad connecting portion 1323 includes a first bent portion 1322a forming a wrinkle for imparting elasticity in the first direction (X) to a portion thereof, and Each of the second bent portions 1323a may be provided. The first and second bent portions 1322a and 1323a may be bent based on one or more bending lines parallel to the second direction (Y).

상기 제3 집전부(1330)는 외부 회로와 전기적으로 연결된 제1 단부와 대향하는 상기 제1 집전부(1310)의 제2 단부로부터 상기 제1 및 제2 방향(X, Y)에 수직한 제3 방향(Z)으로 연장되어 상기 제2 집전부(1320)의 상기 제1 중심부(1321)의 측면에 연결될 수 있고, 상기 제1 집전부(1310)와 동일한 폭 및 두께를 가질 수 있으며, 일부분에 상기 제3 방향(Z)으로의 신축성을 부여하기 위한 주름을 형성하는 제3 절곡부(1330a)를 구비할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 제3 절곡부(1330a)는 상기 제1 방향(X)과 평행한 복수의 주름선을 기준으로 지그재그 형태로 절곡될 수 있다. 상기 제3 절곡부(1330a)에 의해 상기 제3 집전부(1330)는 상기 제3 방향(Z)으로 신장되거나 수축될 수 있다. The third current collector 1330 includes a second end perpendicular to the first and second directions (X, Y) from a second end of the first current collector 1310 opposite to a first end electrically connected to an external circuit. It may extend in the three directions (Z) and may be connected to the side surface of the first central portion 1321 of the second current collector 1320 , may have the same width and thickness as the first current collector 1310 , and may have a portion A third bent part 1330a for forming wrinkles for imparting elasticity in the third direction (Z) may be provided. In an embodiment, the third bent part 1330a may be bent in a zigzag shape based on a plurality of wrinkle lines parallel to the first direction X. The third current collector 1330 may be extended or contracted in the third direction Z by the third bent part 1330a.

상기 제2 집전 구조체(1400)는 상기 연료전지 스택들(1210, 1220, 1230, 1240)의 제2 집전패드들을 상기 외부 회로(미도시)에 전기적으로 연결할 수 있다. The second current collecting structure 1400 may electrically connect the second current collecting pads of the fuel cell stacks 1210 , 1220 , 1230 , and 1240 to the external circuit (not shown).

일 실시예에 있어서, 상기 제2 집전 구조체(1400)는 전도성을 갖는 금속 플레이트를 가공하여 일체로 형성될 수 있다. 일 실시예로, 상기 제2 집전 구조체(1400)는 일 단부가 상기 외부 회로와 전기적으로 연결되는 제4 집전부(1410) 및 상기 연료전지 스택들(1210, 1220, 1230, 1240)의 제2 집전패드들과 각각 전기적으로 연결되는 복수의 하부 패드 연결부를 구비하는 제5 집전부(1420)를 포함할 수 있다.In an embodiment, the second current collecting structure 1400 may be integrally formed by processing a metal plate having conductivity. In an embodiment, the second current collecting structure 1400 includes a fourth current collecting unit 1410 having one end electrically connected to the external circuit and a second of the fuel cell stacks 1210 , 1220 , 1230 , 1240 . It may include a fifth current collector 1420 having a plurality of lower pad connection parts electrically connected to the current collecting pads, respectively.

상기 제4 집전부(1410)는 상기 지지 플레이트(1100)의 상부면과 인접하게 배치되고, 상기 지지 플레이트(1100)의 상부면과 평행하게 연장될 수 있고, 기 설정된 폭 및 두께를 가질 수 있으며, 제1 단부가 상기 외부 회로에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 상기 제4 집전부(1410)는 상기 지지 플레이트(1100)의 상부면과 평행하게 배치되고, 상기 제1 방향(X)과 제2 방향(Y)으로의 폭 및 길이를 갖는 직사각형 플레이트 구조를 가질 수 있다. The fourth current collector 1410 may be disposed adjacent to the upper surface of the support plate 1100, may extend parallel to the upper surface of the support plate 1100, and may have a preset width and thickness. , a first end may be electrically connected to the external circuit. For example, the fourth current collector 1410 is disposed parallel to the upper surface of the support plate 1100 and is a rectangle having widths and lengths in the first direction (X) and the second direction (Y). It may have a plate structure.

상기 제5 집전부(1420)는 상기 제1 방향(X)으로의 길이 및 상기 제2 방향(Y)으로의 폭을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 제5 집전부(1420)는 제2 중심부(1421), 제1 하부 패드 연결부(1422) 및 제2 하부 패드 연결부(1423)를 포함할 수 있다. The fifth current collector 1420 may have a length in the first direction (X) and a width in the second direction (Y). For example, the fifth current collector 1420 may include a second central portion 1421 , a first lower pad connecting portion 1422 , and a second lower pad connecting portion 1423 .

상기 제2 중심부(1421)는 상기 지지 플레이트(1100)의 상부면과 평행한 플레이트를 구조를 가질 수 있고, 외부 회로와 전기적으로 연결되는 제1 단부와 대향하는 상기 제4 집전부(1410)의 제2 단부와 연결될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 중심부(1421)는 상기 제1 방향으로의 길이(X) 및 상기 제2 방향(Y)으로의 폭을 갖는 직사각형 플레이트 구조를 가질 수 있고, 상기 제4 집전부(1410)의 제2 단부는 상기 제2 중심부(1421)의 측면에 연결될 수 있다. The second central portion 1421 may have a plate structure parallel to the upper surface of the support plate 1100 , and includes a portion of the fourth current collector 1410 opposite to the first end electrically connected to an external circuit. It may be connected to the second end. For example, the second central portion 1421 may have a rectangular plate structure having a length X in the first direction and a width in the second direction Y, and the fourth current collector 1410 may have a rectangular plate structure. ) of the second end may be connected to the side of the second central portion 1421 .

상기 제1 하부 패드 연결부(1422)는 상기 제2 중심부(1421)의 상기 제1 방향(X)에 대한 일 단부인 제1 단부로부터 상기 제2 중심부(1421)와 반대 방향으로 연장되고, 상기 제2 하부 패드 연결부(1423)는 상기 제1 단부에 대향하는 상기 제2 중심부(1421)의 제2 단부로부터 상기 제2 중심부(1421)와 반대 방향으로 연장될 수 있다. 한편, 상기 제1 하부 패드 연결부(1422) 및 제2 하부 패드 연결부(1423) 각각은 일부분에 상기 제1 방향(X)으로의 신축성을 부여하기 위한 주름을 형성하는 제4 절곡부(1422a) 및 제5 절곡부(1423a)를 각각 구비할 수 있다. 상기 제4 및 제5 절곡부(1422a, 1423a)는 상기 제2 방향(Y)에 평행한 하나 이상의 절곡선을 기준으로 절곡될 수 있다. The first lower pad connection part 1422 extends from a first end that is one end of the second center 1421 in the first direction X in a direction opposite to the second center 1421 , The second lower pad connection part 1423 may extend from a second end of the second center 1421 opposite to the first end in a direction opposite to the second center 1421 . On the other hand, each of the first lower pad connecting portion 1422 and the second lower pad connecting portion 1423 includes a fourth bent portion 1422a forming a wrinkle for imparting elasticity in the first direction (X) to a portion thereof; A fifth bent portion 1423a may be provided, respectively. The fourth and fifth bent portions 1422a and 1423a may be bent based on one or more bending lines parallel to the second direction (Y).

일 실시예에 있어서, 앞에서 설명한 바와 같이, 상기 복수의 연료전지 스택(1210, 1220, 1230, 1240)이 4각형 형태로 시계 방향으로 배치된 제1 연료전지 스택(1210), 제2 연료전지 스택(1220), 제3 연료전지 스택(1230) 및 제4 연료전지 스택(1240)을 포함하는 경우, 상기 제1 집전 구조체(1300)의 제1 상부 패드 연결부(1322) 및 상기 제2 집전 구조체(1400)의 제1 하부 패드 연결부(1422)는 상기 제1 및 제4 연료전지 스택(1210, 1240)의 제1 집전패드들 및 제2 집전패드들에 각각 전기적으로 연결될 수 있고, 상기 제1 집전 구조체(1300)의 제2 상부 패드 연결부(1323) 및 상기 제2 집전 구조체(1400)의 제2 하부 패드 연결부(1423)는 상기 제2 및 제3 연료전지 스택(1220, 1230)의 제1 집전패드들 및 제2 집전패드들에 각각 전기적으로 연결될 수 있다. In one embodiment, as described above, the first fuel cell stack 1210 and the second fuel cell stack in which the plurality of fuel cell stacks 1210 , 1220 , 1230 , and 1240 are arranged in a clockwise direction in a quadrangular shape 1220 , the third fuel cell stack 1230 and the fourth fuel cell stack 1240 are included, the first upper pad connecting portion 1322 of the first current collecting structure 1300 and the second current collecting structure ( The first lower pad connecting portion 1422 of 1400 may be electrically connected to the first and second current collecting pads of the first and fourth fuel cell stacks 1210 and 1240, respectively, and the first current collecting The second upper pad connecting portion 1323 of the structure 1300 and the second lower pad connecting portion 1423 of the second current collecting structure 1400 are the first current collecting units of the second and third fuel cell stacks 1220 and 1230 . Each of the pads and the second current collecting pads may be electrically connected to each other.

일 실시예에 있어서, 대응되는 집전패드와의 접촉 저항을 감소시키기 위해 상기 제1 및 제2 상부 패드 연결부(1322, 1323) 그리고 상기 제1 및 제2 하부 패드 연결부(1422, 1423) 중 하나 이상에는 샌딩 처리와 같은 표면적 증가를 위한 표면처리가 수행될 수 있고, 대응되는 집전패드와 전도성 페이스트를 통해 접착될 수 있다. In one embodiment, at least one of the first and second upper pad connecting portions 1322 and 1323 and the first and second lower pad connecting portions 1422 and 1423 to reduce contact resistance with a corresponding current collecting pad. Surface treatment for increasing the surface area, such as sanding treatment, may be performed, and may be adhered to the corresponding current collecting pad and conductive paste.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 집전 구조체(1300, 1400)가 산화되는 것을 방지하고 다른 구성과의 절연성을 향상시키기 위해, 상기 제1 및 제2 집전 구조체(1300, 1400)의 표면에는 절연성 세라믹 재료가 코팅할 수 있다. In one embodiment, in order to prevent the first and second current collecting structures 1300 and 1400 from being oxidized and to improve insulation from other components, the surfaces of the first and second current collecting structures 1300 and 1400 are may be coated with an insulating ceramic material.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 시스템에 적용된 절연 결합 부재를 설명하기 위한 단면도이다. 5 is a cross-sectional view illustrating an insulating coupling member applied to a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1 집전 구조체(1300)의 제1 집전부(1310)는 상기 제2 집전 구조체(1400)의 제4 집전부(1410) 상부에 배치될 수 있고, 이 경우, 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시스템(1000)은 상기 지지 플레이트(1100), 상기 제4 집전부(1410) 및 상기 제1 집전부(1310) 사이를 서로 절연시키고 상기 제1 및 제2 집전 구조체(1300, 1400)를 상기 지지 플레이트(1100)에 고정시키는 절연 결합 부재(1500)를 더 포함할 수 있다. As shown in FIG. 5 , the first current collecting unit 1310 of the first current collecting structure 1300 may be disposed on the fourth current collecting unit 1410 of the second current collecting structure 1400 , in this case , the fuel cell system 1000 according to an embodiment of the present invention insulates between the support plate 1100 , the fourth current collector 1410 , and the first current collector 1310 from each other, and the first and second An insulating coupling member 1500 for fixing the current collecting structures 1300 and 1400 to the support plate 1100 may be further included.

상기 절연 결합 부재(1500)는 상기 지지 플레이트(1100)의 상부면 상에 배치된 제1 절연 스페이서 부재(1510), 상기 제4 집전부(1410)를 사이에 두고 상기 제1 절연 페이서 부재(1510) 상부에 배치된 제2 절연 스페이서 부재(1520) 및 상기 제1 집전부(1310)를 사이에 두고 상기 제2 절연 스페이서 부재(1520) 상부에 배치된 제3 절연 스페이서 부재(1530)를 포함할 수 있다. 일 실시예로, 상기 제1 내지 제3 절연 스페이서 부재(1510, 1520, 1530)는 일정한 두께를 갖는 플레이트 구조를 가질 수 있다. The insulating coupling member 1500 includes the first insulating spacer member 1510 disposed on the upper surface of the support plate 1100 and the fourth current collecting part 1410 interposed therebetween by the first insulating facer member ( 1510) a second insulating spacer member 1520 disposed thereon and a third insulating spacer member 1530 disposed on the second insulating spacer member 1520 with the first current collecting part 1310 interposed therebetween; can do. In an embodiment, the first to third insulating spacer members 1510 , 1520 , and 1530 may have a plate structure having a constant thickness.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 내지 제3 절연 스페이서 부재(1510, 1520, 1530)는 이들을 관통하는 볼트 등의 체결부재(1530)를 통해 상기 지지 플레이트(1100)에 결합될 수 있다. 이 경우, 상기 제4 집전부(1410) 및 상기 제1 집전부(1310)는 상기 제1 및 제2 절연 스페이서 부재(1510, 1520) 사이 및 상기 제2 및 제3 절연 스페이서 부재(1520, 1530) 사이에 가압 고정될 수 있다. In an embodiment, the first to third insulating spacer members 1510 , 1520 , and 1530 may be coupled to the support plate 1100 through a fastening member 1530 such as a bolt passing through them. In this case, the fourth current collector 1410 and the first current collector 1310 are disposed between the first and second insulating spacer members 1510 and 1520 and between the second and third insulating spacer members 1520 and 1530 . ) can be fixed under pressure.

일 실시예에 있어서, 상기 제4 집전부(1410) 또는 상기 제1 집전부(1310)가 상기 제1 및 제2 절연 스페이서 부재(1510, 1520) 사이 또는 상기 제2 및 제3 절연 스페이서 부재(1520, 1530) 사이에서 이동하여 금속 재질로 형성된 상기 체결부재(1530)와 접촉함으로써, 상기 체결부재(1530)에 의해 상기 제4 집전부(1410)와 상기 제1 집전부(1310)가 쇼트되는 것을 방지하기 위해, 상기 제1 절연 스페이서 부재(1510)의 상부면 및 상기 제2 절연 스페이서 부재(1520)의 상부면에는 가이드 돌기(1511, 1521)가 형성될 수 있고, 상기 제2 절연 스페이서 부재(1520)의 하부면 및 상기 제3 절연 스페이서 부재(1530)의 하부면에는 상기 가이드 돌기(1511, 1521)가 삽입되는 가이드 홈이 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 체결부재(1530)에 의해 상기 제4 집전부(1410)와 상기 제1 집전부(1310)가 쇼트되는 것을 방지하기 위해, 상기 가이드 돌기(1511, 1521)는 상기 체결부재(1530)보다 상기 제4 집전부(1410) 및 상기 제1 집전부(1310)에 더 가깝게 형성될 수 있다. In an embodiment, the fourth current collector 1410 or the first current collector 1310 is disposed between the first and second insulating spacer members 1510 and 1520 or between the second and third insulating spacer members ( By moving between 1520 and 1530 and in contact with the fastening member 1530 formed of a metal material, the fourth current collecting part 1410 and the first current collecting part 1310 are short-circuited by the fastening member 1530 To prevent this, guide protrusions 1511 and 1521 may be formed on the upper surface of the first insulating spacer member 1510 and the upper surface of the second insulating spacer member 1520 , and the second insulating spacer member Guide grooves into which the guide protrusions 1511 and 1521 are inserted may be formed on a lower surface of the 1520 and a lower surface of the third insulating spacer member 1530 . In this case, in order to prevent the fourth current collector 1410 and the first current collector 1310 from being short-circuited by the fastening member 1530 , the guide protrusions 1511 and 1521 are formed by the fastening member 1530 . ) may be formed closer to the fourth current collecting unit 1410 and the first current collecting unit 1310 than the first.

본 발명의 연료전지 시스템에 따르면, 상하 방향 및 수평 방향 신축 가능한 제1 집전 구조체를 이용하여 연료전지 스택들의 제1 집전패드들을 외부 회로에 전기적으로 연결시키므로, 연료전지 스택의 설치 공정을 용이하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라 연료전지 스택들의 집전패드들 또는 집전 구조체가 파손되어 전력 손실이 발생하는 것을 방지할 수 있다. According to the fuel cell system of the present invention, since the first current collecting pads of the fuel cell stacks are electrically connected to an external circuit using the first current collecting structure that is stretchable in the vertical and horizontal directions, the installation process of the fuel cell stack is easily performed. In addition, it is possible to prevent power loss due to damage to the current collecting pads or the current collecting structure of the fuel cell stacks.

그리고 집전 구조체 또는 집전패드의 접촉면을 샌딩 등을 통해 표면적으로 증가시킨 후 도전성 페이스트를 통해 결합시킴으로써, 상기 연료전지 스택에서 생성된 전력이 손실되는 것을 더욱 안정적으로 방지할 수 있다. In addition, by increasing the surface area of the contact surface of the current collecting structure or the current collecting pad through sanding or the like, and then bonding it through a conductive paste, it is possible to more stably prevent power generated in the fuel cell stack from being lost.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that you can.

[부호의 설명][Explanation of code]

1100: 연료전지 시스템 1100: 지지 플레이트1100: fuel cell system 1100: support plate

1210, 1220, 1230, 1240: 연료전지 스택1210, 1220, 1230, 1240: fuel cell stack

1300: 제1 집전 구조체 1310: 제1 집전부1300: first current collecting structure 1310: first current collecting unit

1320: 2 집전부 1330: 3 집전부1320: 2 current collector 1330: 3 current collector

1400: 제2 집전 구조체 1410: 제4 집전부1400: second current collecting structure 1410: fourth current collecting unit

1420: 제5 집전부 1500: 절연 결합 부재1420: fifth current collector 1500: insulating coupling member

Claims (14)

지지 플레이트;support plate; 상기 지지 플레이트 상부에 서로 이격되게 배치된 제1 연료전지 스택과 제2 연료전지 스택;a first fuel cell stack and a second fuel cell stack disposed on the support plate to be spaced apart from each other; 상기 제1 및 제2 연료전지 스택의 제1 집전패드를 외부 회로에 전기적으로 연결하는 제1 집전 구조체; 및 a first current collecting structure electrically connecting the first current collecting pads of the first and second fuel cell stacks to an external circuit; and 상기 제1 및 제2 연료전지 스택의 제2 집전패드를 외부 회로에 전기적으로 연결하는 제2 집전 구조체를 포함하고,a second current collecting structure electrically connecting the second current collecting pads of the first and second fuel cell stacks to an external circuit; 상기 제1 집전 구조체는,The first current collecting structure, 일 단부가 상기 외부 회로와 전기적으로 연결되는 제1 집전부;a first current collector having one end electrically connected to the external circuit; 상기 제1 및 제2 연료전지 스택들의 제1 집전패드들과 각각 전기적으로 연결되는 제1 상부 패드 연결부 및 제2 상부 패드 연결부를 구비하는 제2 집전부; 및a second current collector having a first upper pad connecting portion and a second upper pad connecting portion electrically connected to the first current collecting pads of the first and second fuel cell stacks, respectively; and 상기 제1 집전부와 상기 제2 집전부를 연결하고 일부분에 제3 절곡부를 구비하는 제3 집전부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 연료전지 시스템.and a third current collector connecting the first current collecting part and the second current collecting part and having a third bent part in a portion thereof. 제1항에 있어서,According to claim 1, 상기 제1 집전부 및 상기 제2 집전부는 상기지지 플레이트의 상부면과 평행하고 서로 교차하는 제1 방향 및 제2 방향을 따라 각각 연장되고, The first current collector and the second current collector extend along first and second directions parallel to the upper surface of the support plate and intersecting each other, respectively; 상기 제2 집전부는 상기 제1 및 제2 방향과 교차하는 제3 방향을 따라 연장되며, The second current collector extends along a third direction intersecting the first and second directions, 상기 제3 절곡부는 상기 제1 방향과 평행하고 서로 이격된 복수의 주름선을 기준으로 지그재그 형태로 절곡된 것을 특징으로 하는, 연료전지 시스템.The fuel cell system, characterized in that the third bent portion is bent in a zigzag form based on a plurality of wrinkle lines parallel to the first direction and spaced apart from each other. 제2항에 있어서, 3. The method of claim 2, 상기 제2 집전부는,The second current collector, 상기 지지 플레이트의 상부면과 평행한 플레이트를 구조를 갖고, 상기 제3 집전부가 측면에 연결된 제1 중심부;a first central portion having a plate structure parallel to the upper surface of the support plate and connected to a side surface of the third current collector; 상기 제1 중심부의 제1 단부로부터 상기 제1 방향을 따라 연장되고, 상기 제1 연료전지 스택의 제1 집전패드와 전기적으로 연결되는 상기 제1 상부 패드 연결부; 및the first upper pad connecting portion extending from the first end of the first central portion in the first direction and electrically connected to the first current collecting pad of the first fuel cell stack; and 상기 제1 단부에 대향하는 상기 제1 중심부의 제2 단부로부터 상기 제1 방향을 따라 연장되고, 상기 제2 연료전지 스택의 제1 집전패드와 전기적으로 연결되는 제2 상부 패드 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 연료전지 시스템.and a second upper pad connecting part extending in the first direction from a second end of the first central portion opposite to the first end and electrically connected to the first current collecting pad of the second fuel cell stack. Characterized in the fuel cell system. 제1항에 있어서, According to claim 1, 상기 제1 상부 패드 연결부의 일부에는 상기 제2 방향에 평행한 하나 이상의 절곡선을 기준으로 절곡된 제1 절곡부가 형성된 것을 특징으로 하는, 연료전지 시스템.The fuel cell system, characterized in that a first bent portion bent based on one or more bending lines parallel to the second direction is formed on a portion of the first upper pad connection portion. 제4항에 있어서, 5. The method of claim 4, 상기 제2 상부 패드 연결부의 일부에는 상기 제2 방향에 평행한 하나 이상의 절곡선을 기준으로 절곡된 제2 절곡부가 형성된 것을 특징으로 하는, 연료전지 시스템.The fuel cell system, characterized in that a second bent portion bent based on one or more bending lines parallel to the second direction is formed on a portion of the second upper pad connection portion. 제2항에 있어서, 3. The method of claim 2, 상기 제2 집전 구조체는, The second current collecting structure, 일 단부가 상기 외부 회로와 전기적으로 연결되는 제4 집전부; 및a fourth current collector having one end electrically connected to the external circuit; and 상기 제1 및 제2 연료전지 스택들의 제2 집전패드들과 각각 전기적으로 연결되는 제1 하부 패드 연결부 및 제2 하부 패드 연결부를 구비하는 제5 집전부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 연료전지 시스템.and a fifth current collector having a first lower pad connection part and a second lower pad connection part electrically connected to the second current collecting pads of the first and second fuel cell stacks, respectively. . 제6항에 있어서, 7. The method of claim 6, 상기 제5 집전부는,The fifth current collector, 상기 지지 플레이트의 상부면과 평행한 플레이트를 구조를 갖고, 상기 제4 집전부가 측면에 연결된 제2 중심부;a second central portion having a plate structure parallel to the upper surface of the support plate and connected to a side surface of the fourth current collector; 상기 제2 중심부의 제1 단부로부터 상기 제1 방향을 따라 연장되고, 상기 제1 연료전지 스택의 제2 집전패드와 전기적으로 연결되는 상기 제1 하부 패드 연결부; 및the first lower pad connecting portion extending from the first end of the second central portion in the first direction and electrically connected to the second current collecting pad of the first fuel cell stack; and 상기 제1 단부에 대향하는 상기 제2 중심부의 제2 단부로부터 상기 제1 방향을 따라 연장되고, 상기 제2 연료전지 스택의 제2 집전패드와 전기적으로 연결되는 제2 하부 패드 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 연료전지 시스템.and a second lower pad connecting portion extending in the first direction from a second end of the second central portion opposite to the first end and electrically connected to a second current collecting pad of the second fuel cell stack. Characterized in the fuel cell system. 제6항에 있어서, 7. The method of claim 6, 상기 제1 집전부는 상기 제4 집전부 상부에 배치되고,The first current collector is disposed on the fourth current collector, 상기 연료전지 시스템은 상기 지지 플레이트, 상기 제4 집전부 및 상기 제1 집전부 사이를 서로 절연시키고 상기 제1 및 제2 집전 구조체를 상기 지지 플레이트에 고정시키는 절연 결합 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 연료전지 시스템.The fuel cell system further includes an insulating coupling member that insulates the support plate, the fourth current collector, and the first current collector from each other and fixes the first and second current collector structures to the support plate. which is a fuel cell system. 제8항에 있어서, 9. The method of claim 8, 상기 절연 결합 부재는, The insulating coupling member, 상기 지지 플레이트의 상부면 상에 배치된 제1 절연 스페이서 부재; a first insulating spacer member disposed on an upper surface of the support plate; 상기 제4 집전부를 사이에 두고 상기 제1 절연 페이서 부재 상부에 배치된 제2 절연 스페이서 부재; 및 a second insulating spacer member disposed on the first insulating facer member with the fourth current collector interposed therebetween; and 상기 제1 집전부를 사이에 두고 상기 제2 절연 스페이서 부재 상부에 배치된 제3 절연 스페이서 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는, 연료전지 시스템.and a third insulating spacer member disposed on the second insulating spacer member with the first current collector interposed therebetween. 제9항에 있어서, 10. The method of claim 9, 상기 절연 결합 부재는 상기 제1 내지 제3 절연 스페이서 부재를 관통하고 이들을 상기 지지 플레이트에 결합시키는 체결부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 연료전지 시스템.The insulating coupling member may further include a coupling member passing through the first to third insulating spacer members and coupling them to the support plate. 제10항에 있어서, 11. The method of claim 10, 상기 제1 및 제2 절연 스페이서 부재의 상부면에는 가이드 돌기가 형성되고,Guide protrusions are formed on upper surfaces of the first and second insulating spacer members; 상기 제2 및 제3 절연 스페이서 부재의 하부면에는 상기 가이드 돌기가 삽입되는 가이드 홈이 형성된 것을 특징으로 하는, 연료전지 시스템.The fuel cell system, characterized in that guide grooves into which the guide protrusions are inserted are formed on lower surfaces of the second and third insulating spacer members. 제11항에 있어서, 12. The method of claim 11, 상기 체결부재에 의해 상기 제4 집전부와 상기 제1 집전부가 쇼트되는 것을 방지하기 위해, 상기 가이드 돌기는 상기 체결부재보다 상기 제5 집전부 및 상기 제1 집전부에 더 가깝게 형성된 것을 특징으로 하는, 연료전지 시스템.In order to prevent the fourth current collecting part and the first current collecting part from being short-circuited by the fastening member, the guide protrusion is formed closer to the fifth current collecting part and the first current collecting part than the fastening member. which is a fuel cell system. 제1항에 있어서, According to claim 1, 상기 제1 및 제2 상부 패드 연결부 중 적어도 하나의 표면에는 샌딩처리에 의한 돌기들이 형성되고, Protrusions are formed on the surface of at least one of the first and second upper pad connection parts by sanding, 상기 돌기들을 구비하는 표면은 도전성 페이스트를 통해 상기 제1 집전패드들 중 대응되는 것에 연결되는 것을 특징으로 하는, 연료전지 시스템.The fuel cell system, characterized in that the surface having the protrusions is connected to a corresponding one of the first current collecting pads through a conductive paste. 제1항에 있어서, According to claim 1, 상기 제1 제1 집전 구조체의 표면에는 절연성 세라믹 코팅막이 형성된 것을 특징으로 하는, 연료전지 시스템.The fuel cell system, characterized in that an insulating ceramic coating film is formed on the surface of the first current collecting structure.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4443575A4 (en) * 2021-12-02 2025-10-29 Mico Power Ltd FUEL CELL SYSTEM

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102133147B1 (en) * 2020-02-27 2020-07-13 주식회사 미코 Fuel cell system
KR102821815B1 (en) 2021-10-29 2025-06-20 주식회사 화코리아 Fuel cell power generation apparatus
KR102529939B1 (en) * 2023-02-27 2023-05-08 주식회사 미코파워 Hybrid power generation system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007066653A (en) * 2005-08-30 2007-03-15 Fuji Heavy Ind Ltd Power supply external connection terminal structure
KR100726503B1 (en) * 2005-12-09 2007-06-11 현대자동차주식회사 Fuel Cell Stack Structure
KR20110119698A (en) * 2009-01-12 2011-11-02 에이일이삼 시스템즈 인코포레이티드 Bimetallic busbar jumpers for battery systems and related welding methods
KR101816758B1 (en) * 2015-10-27 2018-01-09 이민우 Unit module for bus bar, bus bar, and bus duct
KR20200002369A (en) * 2018-06-29 2020-01-08 주식회사 미코 Fuelcell structure
KR102133147B1 (en) * 2020-02-27 2020-07-13 주식회사 미코 Fuel cell system

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6633127B2 (en) * 2018-04-27 2020-01-22 本田技研工業株式会社 Fuel cell stack, dummy cell for fuel cell stack, and method of manufacturing dummy cell

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007066653A (en) * 2005-08-30 2007-03-15 Fuji Heavy Ind Ltd Power supply external connection terminal structure
KR100726503B1 (en) * 2005-12-09 2007-06-11 현대자동차주식회사 Fuel Cell Stack Structure
KR20110119698A (en) * 2009-01-12 2011-11-02 에이일이삼 시스템즈 인코포레이티드 Bimetallic busbar jumpers for battery systems and related welding methods
KR101816758B1 (en) * 2015-10-27 2018-01-09 이민우 Unit module for bus bar, bus bar, and bus duct
KR20200002369A (en) * 2018-06-29 2020-01-08 주식회사 미코 Fuelcell structure
KR102133147B1 (en) * 2020-02-27 2020-07-13 주식회사 미코 Fuel cell system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4443575A4 (en) * 2021-12-02 2025-10-29 Mico Power Ltd FUEL CELL SYSTEM

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