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2、重點企業及公開專利介紹

本文選取了較有代表性的申請人進行初步分析，同時以部分技術分支專利為切入展示燃料電池領域的最新研發動態。

2．1 豐田公司

圖2－1 豐田公司4月公開專利技術構成

2019年4月豐田公司在燃料電池領域一共公開了89篇專利，專利所涉及到的技術主要包括電堆、控制系統、整車集成、動力系統、熱管理、儲氫等。從技術構成來看，從電堆到整車、到相關的控制、配套系統，全面的專利布局充分反映出豐田在燃料電池領域技術實力雄厚。同時，從豐田之前發布的燃料電池無償使用清單來看，也表明了豐田推動燃料電池行業發展的決心。下面對本月豐田公開的部分代表專利進行介紹、分析。

（1）電堆——抑制中心側密封失效

傳統燃料電池制造過程中，樹脂框架通過粘合劑設置在膜電極組件的外周上，整體端部被傳送機器人抓持，進行壓堆。然而當多個燃料電池在壓堆以形成燃料電池堆時，制造出的燃料電池堆僅裝載在比中心側厚的燃料電池端部上，因此會存在中心側發生密封失效的問題。對此，該專利公開了燃料電池及其制造方法，提供了一種發電體，其具有膜電極組件和設置在膜電極組件兩側的一對氣體擴散層，以及沿著發電體表面的平面方向有一對隔板設置在發電體和樹脂框架的兩側。在該燃料電池中，樹脂框架包括具有厚度恒定的平坦部分和厚度小于平坦部分的薄部分，并且薄部分位于樹脂框架在平面方向上的外周。該對分離器可與至少一部分的預定范圍內與薄部分緊密接觸以制造燃料電池堆。在此類型燃料電池中，由于薄部分與該對隔板緊密接觸，預定范圍和隔板彼此重疊的部分不會變得比燃料電池的中心側厚。因此，在堆疊多個燃料電池的燃料電池堆中，僅對至少預定范圍和隔板重疊的部分不施加負荷，并且可以抑制在中心處發生密封失效。

圖2－2 燃料電池

制造方法是首先準備MEGA（膜電極氣體擴散層組件）10、隔板20和30以及樹脂框架40；接下來將上述組件進行堆疊，形成一定的位置關系；將獲得的堆疊體通過機器人輸送至加熱壓力機進行加熱和加壓，最終形成燃料電池堆。

圖2－3 燃料電池單元的制造工藝流程圖

（2）空氣循環系統——空壓機

分析：

在燃料電池車中，空氣壓縮機用于壓縮空氣，并且壓縮空氣中的氧氣被供應到燃料電池的陰極。通常存在從空氣壓縮機的進氣口和排氣口發生噪音的問題。在以往的技術中，通過設置橡膠管在進氣側可在一定程度上降低噪聲。另一方面，在車輛中安裝空壓機和增壓室需要較大的空間，常常影響到其他部件的安裝。對比，該專利提供了一種空氣壓縮機，其需要較少的安裝空間并且可有效減少噪音的產生。

圖2－4 空氣壓縮機剖視圖

空氣壓縮機包括：壓縮機構，用于壓縮進氣并排出壓縮空氣；以及進氣室部分，進氣通過該進氣室部分被引入壓縮機構。進氣室部分具有進氣入口和連接到壓縮機構的出口。進氣室部分中具有在從入口朝向出口的方向上延伸的分隔壁，以在進氣室部分中形成多個流動通道。多個流動通道具有不同的流動路徑長度并且在入口和出口之間連接。

豐田的此篇空壓機專利在日本、美國、歐專局、加拿大都進行了布局，此空壓機類型為羅茨壓縮機，用于汽車燃料電池系統中提供高頻進氣脈動。該空壓機通過設置具有差異的流動路徑長度來形成相位差導致在通過相應的第一和第二腔室之后的聲波在與入口相鄰的進氣管中的位置處彼此抵消，從而聲音產生的聲波的壓力水平降低，使得噪音減小。同時獨立權利要求也涵蓋了此解決方式，保護了包含不同流動路徑長度的流動通道設置的空壓機。

2．2 日產公司

圖2－5 日產公司4月公開專利技術構成

2019年4月日產公司在燃料電池領域一共公開了42篇專利，專利所涉及到的技術主要包括電堆、整車、控制系統等。下面對本月日產公開的部分代表專利進行介紹、分析。