CN113848505A - 电解质膜的短路检查方法和电解质膜的短路检查装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电解质膜的短路检查方法和电解质膜的短路检查装置。由短路检查装置(10)检查的电解质膜(16)的短路检查方法包括：获取工序，对位置彼此不同的多个限定范围(74)分别进行获取限定范围(74)的通电状态的处理，其中，所述限定范围(74)包括在比多个分割部位(72)的整体范围小的范围内彼此相邻的分割部位(72)；和判定工序，根据多个限定范围(74)的通电状态，来判定在电解质膜(16)中是否存在短路部位(S)。据此，即使在电解质膜部件中彼此相邻的分割部位之间存在短路部位的情况下，也能够高精度地检测出在电解质膜中是否存在该短路部位。
Description
技术领域
本发明涉及一种电解质膜的短路检查方法和电解质膜的短路检查装置。
背景技术
固体高分子型燃料电池具有由一组电极催化剂层夹持电解质膜而成的电解质膜部件，其中，所述电解质膜由显示出质子传导性的固体高分子构成。例如，日本发明专利公开公报特开2018-160371号公开了一种通过对电解质膜部件通电来检查电解质膜是否存在短路部位的电解质膜的短路检查方法和电解质膜的短路检查装置。
日本发明专利公开公报特开2018-160371号的电解质膜的短路检查装置具有：与一个电极催化剂层电连接的多个第1测量端子部和与另一个电极催化剂层电连接的第2测量端子部。多个第1测量端子以彼此电绝缘的状态被配置成格子状。并且，在日本发明专利公开公报特开2018-160371号的电解质膜的短路检查方法中，对多个第1测量端子部与第2测量端子之间施加电压，以测量向电解质膜部件中与多个第1测量端子部相向的部位(多个分割部位)流动的电流。
发明内容
在上述那样的现有技术中，在通过沿面方向分割电解质膜部件而得到的多个分割部位(电解质膜部件的与多个第1测量端子部对应的部位)存在针孔(pin hole)等短路部位的情况下，能够高精度地检测出在电解质膜中是否存在该短路部位。然而，在电解质膜部件中彼此相邻的分割部位之间(电解质膜部件的与彼此相邻的第1测量端子部之间的绝缘部分相向的部位)存在短路部位的情况下，流过该短路部位的电流扩散并流向多个第1测量端子部。因此，存在无法高精度地检测出这样的短路部位的担忧。
本发明是考虑到这样的技术问题而完成的，其目的在于，提供一种电解质膜的短路检查方法和电解质膜的短路检查装置，即使在电解质膜部件中彼此相邻的分割部位之间存在短路部位的情况下，也能够高精度地检测出在电解质膜中是否存在该短路部位。
本发明的一技术方案为一种电解质膜的短路检查方法，通过对具有由固体高分子构成的电解质膜的电解质膜部件通电，来检查在所述电解质膜中是否存在短路部位，该电解质膜的短路检查方法包括：通电工序，经由配置在所述电解质膜部件的两个面上的一组测量端子部对沿面方向分割该电解质膜部件而得到的多个分割部位通电；获取工序，对位置彼此不同的多个限定范围的每一个进行获取所述限定范围的通电状态的处理，其中，所述限定范围包括在比所述多个分割部位的整体范围小的范围内彼此相邻的分割部位；和判定工序，根据在所述获取工序中获取的多个所述限定范围的所述通电状态，来判定在所述电解质膜中是否存在所述短路部位。
本发明的另一技术方案为一种电解质膜的短路检查装置，通过对具有由固体高分子构成的电解质膜部件通电，来检查在所述电解质膜中是否存在短路部位，该电解质膜的短路检查装置具有第1测量端子部、第2测量端子部、电源、获取部和判定部，其中，所述第1测量端子部和所述第2测量端子部用于夹持所述电解质膜部件；所述电源用于对所述第1测量端子部和所述第2测量端子部之间进行通电；所述获取部获取所述电解质膜部件的通电状态；所述判定部根据由所述获取部所获取的通电状态来判定在所述电解质膜中是否存在所述短路部位，所述第1测量端子部以彼此电绝缘的状态配置有多个，所述获取部获取限定范围的通电状态，其中，所述限定范围包括在比所述电解质膜部件中的与多个所述第1测量端子部相向的多个分割部位的整体范围小的范围内彼此相邻的分割部位。
根据本发明，获取限定范围的通电状态，其中，所述限定范围包括在比电解质膜部件的多个分割部位的整体范围小的范围内彼此相邻的分割部位。因此，即使在电解质膜部件中彼此相邻的分割部位之间存在短路部位的情况下，也能够根据包括该短路部位周围的分割部位的限定范围的通电状态，高精度地检测出在电解质膜中是否存在该短路部位。
通过参照附图对以下实施方式所作的说明，上述的目的、特征及优点应易于被理解。
附图说明
图1是本发明的一实施方式所涉及的电解质膜的短路检查装置的主要部分概略立体图。
图2是图1的短路检查装置的主要部分概略局部剖面结构图。
图3是说明本发明的一实施方式所涉及的电解质膜的短路检查方法的流程图。
图4是说明图3的获取工序的流程图。
图5是确定工序的第1说明图。
图6是确定工序的第2说明图。
图7A是判定工序的第1说明图，图7B是判定工序的第2说明图。
图8A是判定工序的第3说明图，图8B是判定工序的第4说明图。
图9是表示除去噪声之前的测量电压和从测量电压中除去噪声而得到的电压的曲线图。
图10是表示合成范围的大小与合成电压之间的关系的曲线图。
图11是变形例所涉及的判定工序的说明图。
图12是表示测量位置与合成电阻值之间的关系的曲线图。
具体实施方式
下面，列举优选的实施方式，一边参照附图一边对本发明所涉及的电解质膜的短路检查方法和电解质膜的短路检查装置进行说明。
如图1和图2所示，本发明的一实施方式所涉及的电解质膜16的短路检查装置10(以下简称为“短路检查装置10”)用于通过对电解质膜部件12通电来检查在电解质膜16中是否存在短路部位S(参照图7A等)。在此，短路部位S是指有异常电流流过的(影响质量的)针孔等。换言之，短路检查装置10用于评价电解质膜16的膜厚。
首先，对电解质膜部件12进行说明。在本实施方式中，电解质膜部件12是形成发电单元(燃料电池)的膜电极组件(MEA14)。电解质膜部件12形成为长方形(四边形)。电解质膜部件12具有电解质膜16、被设置在电解质膜16的一个面上的第1电极18、和被设置在电解质膜16的另一个面上的第2电极20。
电解质膜16是固体高分子电解质膜(阳离子交换膜)。电解质膜16由显示出质子传导性的固体高分子构成。作为这种固体高分子的优选例，可列举全氟磺酸，但并不特别限定于此。另外，例如通过将具有离子传导性的高分子溶液作为原材料成形为膜状而得到电解质膜16。
第1电极18构成阳极电极和阴极电极中的任一方。第2电极20构成阳极电极和阴极电极中的另一方。在图2中，第1电极18具有：第1电极催化剂层22，其被接合于电解质膜16的一个面；和第1气体扩散层24，其被层叠在第1电极催化剂层22上。第2电极20具有：第2电极催化剂层26，其被接合于电解质膜16的另一个面；和第2气体扩散层28，其被层叠在第2电极催化剂层26上。
第1电极催化剂层22例如通过将表面担载有铂合金的多孔质碳粒子与离子导电性高分子粘合剂一起均匀地涂布在第1气体扩散层24的表面上而形成。第2电极催化剂层26例如通过将表面担载有铂合金的多孔质碳粒子与离子导电性高分子粘合剂一起均匀地涂布在第2气体扩散层28的表面上而形成。第1气体扩散层24和第2气体扩散层28由碳纸或碳布等形成。
如图1和图2所示，电解质膜16、第1电极18和第2电极20分别形成为长方形(四边形)。电解质膜16的平面尺寸形成为比第1电极18(第1电极催化剂层22)和第2电极20(第2电极催化剂层26)各自的平面尺寸大一圈。即，电解质膜16的比第1电极18和第2电极20向外突出的部分呈框状(方环状)延伸。第1电极18的平面尺寸与第2电极20的平面尺寸相同。但是，电解质膜16、第1电极18和第2电极20各自的形状和大小可以适宜地设定。
电解质膜部件12也可以不是MEA14，而是催化剂涂层膜(CCM)。CCM由电解质膜16、第1电极催化剂层22和第2电极催化剂层26构成。即，CCM不具有第1气体扩散层24和第2气体扩散层28。
接着，对短路检查装置10进行说明。如图1和图2所示，短路检查装置10具有下模30和上模32。下模30是定模。上模32是以能够接近和远离下模30的方式配置的能够升降的动模。
在下模30的指向上模32的面(上表面)上，隔着第1绝缘膜34设置有多个第1测量端子部36。第1绝缘膜34形成为长方形。多个第1测量端子部36分别在第1绝缘膜34的长边方向(箭头X方向)和第1绝缘膜34的短边方向(箭头Y方向)上排列有多个(参照图5)。换言之，多个第1测量端子部36在箭头X方向和箭头Y方向上被排列成格子状。
彼此相邻的第1测量端子部36分离配置。换言之，在彼此相邻的第1测量端子部36之间配置有第1绝缘膜34。因此，多个第1测量端子部36彼此电绝缘。多个第1测量端子部36以表面露出而能够与第1电极18直接接触的状态被埋设在第1绝缘膜34中(参照图2)。各第1测量端子部36被电连接于第1电极18。各第1测量端子部36是形成为四边形的金属板。各第1测量端子部36不限于四边形，也可以是圆形、多边形(四边形以外的形状)。
在上模32的指向下模30的面(下表面)上，隔着第2绝缘膜38而设置有第2测量端子部40。第2测量端子部40构成为连续的一张金属板。第2测量端子部40的平面尺寸与第2电极20的平面尺寸相同。但是，第2测量端子部40的平面尺寸可以比第2电极20的平面尺寸大，也可以比第2电极20的平面尺寸小。上模32通过杆42被附设到未图示的升降机构(例如，气缸等)上，并且在升降机构的作用下升降。在上模32上，也可以设置有引导升降的多根导杆。
短路检查装置10还具有：电源44；第1导线部46，其将电源44的负极与各第1测量端子部36彼此电连接；第2导线部48，其将电源44的正极与第2测量端子部40彼此电连接；和测量部50，其被设置于第1导线部46；和控制部52。
电源44是直流电源。在图2中，第1导线部46包括被电连接于第1测量端子部36的多个分支导线部46a以及将分支导线部46a和电源44的负极彼此电连接的连接导线部46b。在各分支导线部46a上设置有电阻54。连接导线部46b接地。
测量部50测量通过沿面方向分割电解质膜部件12而得到的多个分割部位72(电解质膜部件12的与多个第1测量端子36相向的部分)的通电状态(参照图5)。具体而言，测量部50测量电解质膜部件12的各分割部位72的电压。换言之，测量部50具有被设置于各分支导线部46a的多个电压计56。各电压计56以与电阻54并联配置的方式被设置于分支导线部46a。各电压计56的输出信号经由电缆58被输入到控制部52。
测量部50不限定于测量电压的例子。测量部50可以测量流入电解质膜部件12的各分割部位72的电流(流入第1测量端子部36的电流)，也可以测量电解质膜部件12的各分割部位72的电阻。
控制部52具有运算部59(处理部)和存储部70。运算部59例如能够由CPU(CentralProcessing Unit，中央处理器)、GPU(Graphics Processing Unit，图形处理器)等处理器(Processor)、即处理电路(processing circuitry)构成。
运算部59具有确定获取部60(获取部)、通电控制部62、合成电压算出部64、合成电阻算出部66和判定部68。确定获取部60、通电控制部62、合成电压算出部64、合成电阻算出部66和判定部68能够通过由运算部59执行存储部70所存储的程序来实现。
此外，确定获取部60、通电控制部62、合成电压算出部64、合成电阻算出部66和判定部68的至少一部分也可以通过ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)等集成电路来实现。另外，确定获取部60、通电控制部62、合成电压算出部64、合成电阻算出部66和判定部68的至少一部分也可以由包括分立器件(Discrete device)的电子电路构成。
存储部70可以由未图示的易失性存储器和未图示的非易失性存储器构成。作为易失性存储器，例如可列举RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)等。作为非易失性存储器，例如可列举ROM(Read Only Memory，只读存储器)、闪存等。数据等例如可以被存储在易失性存储器中。程序、表格、映射等例如可以被存储在非易失性存储器中。存储部70的至少一部分也可以设置在上述那样的处理器、集成电路等中。
确定获取部60确定多个限定范围74中的一个，该多个限定范围74包括在比多个分割部位72的整体范围小的范围内彼此相邻的分割部位72(参照图5)。通电控制部62控制电源44的接通/断开。合成电压算出部64根据由多个电压计56测量出的电压值来算出限定范围74的合成电压值。具体而言，合成电压算出部64通过由多个电压计56测量限定范围74所包含的多个分割部位72的电压值，并通过合计多个测量电压值来算出合成电压值。合成电阻算出部66根据由合成电压算出部64算出的合成电压值来算出合成电阻值。即，合成电阻算出部66通过将合成电压值除以流入限定范围74所包含的多个分割部位72的电流的合计值来算出合成电阻值。判定部68根据合成电阻值来判定电解质膜16中是否存在短路部位S。
接着，对电解质膜16的短路检查方法(以下，简称为“短路检查方法”)进行说明。短路检查方法包括配置工序、抵接工序、通电工序、获取工序、判定工序。
首先，如图1和图2所示，在配置工序(图3的步骤S1)中，将预先制作的电解质膜部件12配置在设置于下模30的多个第1测量端子部36上。此时，电解质膜部件12的第1电极18与多个第1测量端子部36分别接触。电解质膜部件12的第2电极20与设置于上模32的第2测量端子部40相向。
接着，在抵接工序(步骤S2)中，通过使杆42动作而使上模32向下模30位移，由此使第2测量端子部40抵接于第2电极20。据此，电解质膜部件12被多个第1测量端子部36和第2测量端子部40夹持。换言之，电解质膜部件12的第1电极18被多个第1测量端子部36向上方推压。另外，电解质膜部件12的第2电极20被第2测量端子部40向下推压。
然后，在通电工序(步骤S3)中，通电控制部62开始对电解质膜部件12通电。即，通过从电源44供给直流电流，从而对第1测量端子部36与第2测量端子部40之间进行通电。此时，由于在下模30与上模32之间形成有规定的间隙，因此，电流不会向下模30和上模32流动。
在此，第1电极18和第2电极20分别是导体，电解质膜16是电介质。在电解质膜16中存在短路部位S的情况下，从电源44向第2测量端子部40供给的电流向第2电极20、电解质膜16的短路部位S和第1测量端子部36流动。在通电工序中，利用多个电压计56测量所有分割部位72的电压值，并将该测量出的电压值存储于存储部70。在将全部电压值存储在存储部70中之后，通电控制部62使电源44断开。
接着，在获取工序(步骤S4)中，如图5所示，获取电解质膜部件12的多个限定范围74的通电状态。最接近的限定范围74彼此位于在电解质膜部件12的面方向(箭头X方向或箭头Y方向)上错开一个分割部位72的距离后的位置。
具体而言，在获取工序中，如图4所示，反复多次进行确定工序、合成电压算出工序、合成电阻算出工序。
即，在确定工序(步骤S10)中，确定获取部60确定多个限定范围74中的一个限定范围，并且获取所确定的限定范围74的通电状态。限定范围74的大小如后述那样被预先设定。在确定工序中，确定获取部60确定位于使上次确定的限定范围74在面方向(箭头X方向或箭头Y方向)上移动一个分割部位72的距离后的位置的限定范围74。
即，例如，如图5所示，在第1次确定工序中，确定获取部60确定了包括多个分割部位72中的位于角部(例如，箭头X1方向和箭头Y1方向的角部)的分割部位72(以下，称为“分割部位72a”)的限定范围74a的情况下，在第2次的确定工序中确定位于如下位置的限定范围74b，即该位置为使该限定范围74a向箭头X2方向移动了一个分割部位72的距离后的位置。然后，确定获取部60继续进行确定位于使上次确定的限定范围74向箭头X2方向移动一个分割部位72的距离后的位置的限定范围74的处理，直到确定了包括位于箭头X2方向的端部的分割部位72的限定范围74c为止。
接着，例如，在图6中，确定获取部60在确定了位于使图5的限定范围74a向箭头Y2方向移动一个分割部位72的距离后的位置的限定范围74d之后，确定位于使该限定范围74d向箭头X2方向移动一个分割部位72的距离后的位置的限定范围74e。然后，确定获取部60继续进行确定使上次确定的限定范围74向箭头X2方向移动一个分割部位72的距离后的位置的限定范围74的处理，直到确定了包括位于箭头X2方向的端部的分割部位72的限定范围74f为止。这样的确定工序继续到确定了包括位于箭头X2方向和箭头Y2方向的角部的分割部位72a的限定范围74为止。
在确定工序中，确定限定范围74的顺序可以适宜地变更。在确定工序中，例如也可以在确定图5的限定范围74c之后，确定位于使该限定范围74c向箭头Y2方向移动一个分割部位72的距离后的位置的限定范围74f。在该情况下，继续进行确定位于使上次确定的限定范围74向箭头X1方向移动一个分割部位72的距离后的位置的限定范围74的处理，直到确定了包括位于箭头X1方向的端部的分割部位72的限定范围74为止。
另外，在确定工序中，也可以从箭头Y方向的一端到另一端进行如下处理，即，确定位于使上次确定的限定范围74在箭头Y方向上移动一个分割部位72的距离后的位置的限定范围74。
另外，在确定工序中，确定获取部60在每次确定限定范围74时从存储部70获取所确定的限定范围74所包含的各分割部位72的电压值。
在合成电压算出工序(步骤S11)中，合成电压算出部64通过对在确定工序中所获取到的电压值进行合成来算出限定范围74的合成电压值。
在合成电阻算出工序(步骤S12)中，合成电阻算出部66根据由合成电压算出部64算出的合成电压值来算出限定范围74的合成电阻值。所算出的合成电阻值被存储在存储部70中。
然后，控制部52判定是否在所有限定范围74中都算出了合成电阻值(是否确定了所有限定范围74)(步骤S13)。在控制部52判定为未在所有限定范围74中算出合成电阻值的情况下(步骤S13：否)，再次进行确定工序、合成电压算出工序和合成电阻算出工序。在控制部52判定为在所有限定范围74中都算出了合成电阻值的情况下(步骤S13：是)，进行判定工序(图3的步骤S5)。
在判定工序中，判定部68根据在获取工序中所获取的多个限定范围74的通电状态，来判定在电解质膜16中是否存在短路部位S(参照图7A)。具体而言，在多个限定范围74的合成电阻值中最低的合成电阻值低于电阻阈值R0(参照图12)的情况下，判定部68判定为在具有最低的合成电阻值的限定范围74中存在短路部位S。此时，判定部68判定为在包括最低的合成电阻值的限定范围74的中心附近存在短路部位S。另外，在多个限定范围74的合成电阻值中最低的合成电阻值为电阻阈值R0以上的情况下，判定部68判定为在整个电解质膜16中不存在短路部位S。
如图7A所示，例如，假设在电解质膜16中彼此相邻的分割部位72之间仅存在一个短路部位S(以下，有时称为“短路部位Sa”)。在该情况下，从电源44被供给到第2测量端子部40的电流经由短路部位Sa而向位于短路部位Sa周围的多个第1测量端子部36(例如，图7A中位于由阴影线所示的部分的第1测量端子部36)流动。此时，越是靠近短路部位Sa的第1测量端子部36中流过的电流越大。
这样一来，图7A所示的限定范围74g的合成电阻值低于位于使该限定范围74g移动一个分割部位72的距离后的位置的限定范围74(例如，图7B所示的限定范围74h)的合成电阻值。即，限定范围74g具有多个限定范围74中最低的合成电阻值。因此，判定部68判定为在该限定范围74g的中心附近存在短路部位Sa。
另外，如图8A所示，例如，假设在位于电解质膜16的角部的分割部位72a与相邻于该分割部位72a的分割部位72之间仅存在一个短路部位S(以下，有时称为“短路部位Sb”)。在该情况下，从电源44被供给到第2测量端子部40的电流从短路部位Sb向内侧(箭头X2方向和箭头Y2方向)扩散(例如，向图8A中位于由阴影线所示的部分的第1测量端子部36流动)。
这样一来，图8A所示的限定范围74i的合成电阻值低于位于使该限定范围74i移动一个分割部位72的距离后的位置的限定范围74(例如，图8B所示的限定范围74j)的合成电阻值。即，限定范围74i具有多个限定范围74中最低的合成电阻值。在这种情况下，判定部68判定为在比该限定范围74的中心靠向分割部位72a的位置存在短路部位Sb。
在判定工序中判定为在电解质膜16中存在短路部位S的情况下，废弃包括该电解质膜16的电解质膜部件12。在判定工序中判定为在电解质膜16中不存在短路部位S的情况下，包括电解质膜16的电解质膜部件12被用于制造燃料电池。在判定工序之后，一系列的动作流程结束。
接着，对上述限定范围74的大小的设定进行说明。在设定限定范围74的大小的情况下，准备具有预先确定的短路部位S的电解质膜部件12。然后，使用短路检测装置10对该电解质膜部件12通电，并且利用电压计56测量该短路部位S周边的分割部位72的电压值。这样一来，由电压计56测量出的电压值(测量电压值)如图9的虚线L1所示。在此，电解质膜16中不存在短路部位S的部位由于电解质膜16所含的水分等而流过微弱的电流。因此，如图9所示，在测量电压中包含有与电解质膜16的水分量等相对应的噪声电压。
接着，算出测量电压值中的比本底电压阈值V0低的测量电压值的平均值作为本底电压(噪声电压)，并算出从多个分割部位72各自的电压值减去本底电压而得到的电压值(修正电压值)。修正电压值如图9的实线L2所示。
然后，一边增加用于进行合成的修正电压值(图9的实线L2的电压值)的数量，一边算出合成电压值，并将该合成电压值的变化量成为规定值以下时的合成范围(多个分割部位72的范围)设为限定范围74。在此，规定值被设定为即使继续增加修正电压值的合成数量，合成电压值也不会有大的变化的值。
图10是表示合成范围的大小(用于进行合成的电压值的数量)和合成电压值之间的关系的曲线图。根据修正电压值算出的合成电压值如图10的实线L3所示。在该情况下，限定范围74的大小(包括在限定范围74中的分割部位72的数量)为合成范围A1。
另一方面，根据测量电压值(除去噪声前的电压值)算出的合成电压值如图10的虚线L4所示。在该情况下，限定范围74的大小(包括在限定范围74中的分割部位72的数量)为合成范围A2。合成范围A1小于合成范围A2。这样，通过根据修正电压值来设定限定范围74的大小，能够使限定范围74成为适当的大小。
在合成范围过窄的情况下，限定范围74(合成范围)被设定在合成电压值变为恒定之前。在该情况下，由于合成电压值的上升方式因短路部位S的不同而不同，因此，存在在测量中产生偏差的担忧。另外，如果合成范围过宽，则在一个限定范围74中存在多个短路部位S的情况下，存在将这些短路部位S的电压值进行合成而导致误检测的担忧。
本实施方式所涉及的电解质膜16的短路检查方法和短路检查装置10起到以下效果。
短路检查方法包括：通电工序，经由第1测量端子部36和第2测量端子部40，对通过沿面方向分割电解质膜部件12而得到的多个分割部位72通电；获取工序，对位置彼此不同的多个限定范围74分别进行获取限定范围74的通电状态的处理，其中，所述限定范围74包括在比多个分割部位72的整体范围小的范围内彼此相邻的分割部位72；和判定工序，根据在获取工序中获取的多个限定范围74的通电状态，来判定在电解质膜16中是否存在短路部位S。
根据这种方法，获取限定范围74的通电状态，其中，该限定范围74包括在比电解质膜部件12的多个分割部位72的整体范围小的范围内彼此相邻的分割部位72。因此，即使在电解质膜部件12的彼此相邻的分割部位72之间存在短路部位S的情况下，也能够根据包括该短路部位S周围的分割部位72的限定范围74的通电状态，高精度地检测出在电解质膜16中是否存在短路部位S。
多个限定范围74中最接近的限定范围74彼此位于在面方向上错开多个分割部位72中的一个的距离后的位置。
在该情况下，能够更高精度地检测出在电解质膜16中是否存在短路部位S。
在获取工序中，多次进行确定工序，该确定工序为，确定多个限定范围74中的一个，并且获取所确定的限定范围74的通电状态。在确定工序中，确定位于使上次确定的限定范围74在面方向上移动一个分割部位72的距离后的位置的限定范围74。
根据这样的方法，能够高效地获取多个限定范围74的通电状态。
在获取工序中，获取在确定工序中确定的限定范围74所包含的多个分割部位72各自的电压值。获取工序包括合成电压算出工序，在该合成电压算出工序中，算出将多个限定范围74各自包含的多个分割部位72的电压值合成而得到的合成电压值。在判定工序中，根据合成电压值来判定在电解质膜16中是否存在短路部位S。
根据这样的方法，能够高精度地测量限定范围74的通电状态。
获取工序包括合成电阻算出工序，在该合成电阻算出工序中，根据合成电压值来算出多个限定范围74各自的合成电阻值。在判定工序中，在多个限定范围74的合成电阻值中最低的合成电阻值低于电阻阈值R0的情况下，判定为在具有最低的合成电阻值的限定范围74的中心附近存在短路部位S。
根据这种方法，即使在彼此相邻的分割部位72之间存在短路部位S的情况下，也能够高精度地检测出该短路部位S。
在获取工序中，包括合成电阻算出工序，在该合成电阻算出工序中，根据合成电压值来算出多个限定范围74各自的合成电阻值。在判定工序中，判定为在具有低于电阻阈值R0的合成电阻值的限定范围74中存在短路部位S。
根据这样的方法，即使在电解质膜16中存在多个短路部位S的情况下，也能够高精度地检测出这些短路部位S。
限定范围74的大小根据如下这样得到的修正电压值来设定，在经由第1测量端子部36和第2测量端子部40对电解质膜部件12通电时，算出多个分割部位72各自的电压值中的在本底电压阈值V0以下的电压值的平均值作为本底电压，并从多个分割部位72各自的电压值减去本底电压而得到该修正电压值。
在该情况下，由于能够除去在进行短路部位S的判定时成为噪声的电压而设定限定范围74的范围(合成范围)，因此，能够提高短路部位S的测量精度。
限定范围74的大小被设定为以下范围：在测量位于预先确定的短路部位S的周边的多个分割部位72各自的电压值，且一边增加用于进行合成的上述电压值的数量一边算出合成电压值的情况下，该合成电压值的变化量为规定值以下时的多个分割部位72的范围。
在该情况下，由于设定了对短路部位S的判定有效的限定范围74的范围(合成范围)，因此，能够进一步提高短路部位S的测量精度。
短路检查装置10具有第1测量端子部36、第2测量端子部40、电源44、确定获取部60和判定部68，其中，所述第1测量端子部36和所述第2测量端子部40用于夹持电解质膜部件12；所述电源44用于对第1测量端子部36与第2测量端子部40之间进行通电；所述确定获取部60获取所述电解质膜部件12的通电状态；判定部68根据由确定获取部60所获取的通电状态来判定在电解质膜16中是否存在短路部位S。第1测量端子部36以彼此电绝缘的状态配置有多个，确定获取部60测量限定范围74的通电状态，其中，该限定范围74包括在比电解质膜部件12的与多个第1测量端子部36相向的多个分割部位72的整体范围小的范围内彼此相邻的分割部位72。
根据这种结构，获取了限定范围74的通电状态，其中，该限定范围74包括在比电解质膜部件12的多个分解部72的整体范围小的范围内彼此相邻的分割部位72。因此，即使在电解质膜部件12中彼此相邻的分割部位72之间存在短路部位S的情况下，也能够根据包括短路部位S周围的分割部位72的多个限定范围74的通电状态，高精度地检测出在电解质膜16中是否存在该短路部位S。
本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以进行各种改变。
电解质膜部件12也可以是通过卷对卷(roll to roll)方式被输送的部件。在该情况下，需要通过修剪来切除电解质膜16的短路部位S的部分。即，如图11所示，在电解质膜16中存在多个短路部位S的情况下，会在短路检查之后切除这些短路部位S。
如图11所示，假设在这样的电解质膜部件12中，在电解质膜部件12中彼此相邻的分割部位72之间存在多个短路部位S(即，短路部位Sc和短路部位Sd)。这样一来，在短路部位Sc的周边，限定范围74k的合成电阻值最低，在短路部位Sd的周边，限定范围74l的合成电阻值最低。
在该情况下，如图12所示，在判定工序中，判定部68判定限定范围74k、74l的合成电阻值是否小于电阻阈值R0，并判定为在具有小于电阻阈值R0的合成电阻值的多个限定范围74k、74l中分别存在短路部位Sc、Sd。此时，判定部68判定为，在被判定为存在短路部位Sc、Sd的多个限定范围74中位于具有最接近电阻阈值R0的合成电阻值的限定范围74(位于边界的限定范围74)之间的限定范围74中，在具有最小合成电阻值的限定范围74k和74l的中心附近存在短路部位Sc、Sd。另外，判定部68判定为在具有电阻阈值R0以上的合成电阻值的限定范围74中不存在短路部位S。
在上述实施方式中，获取工序也可以在电解质膜部件12被通电的状态下进行。在该情况下，在确定工序中，确定获取部60确定多个限定范围74中的一个，并且获取与所确定的限定范围74对应的电压计56的电压值。
在上述的实施方式中，在确定工序中，逐个地确定多个限定范围74，并获取所确定的限定范围74所包含的多个分割部位72的电压值，但并不限定于该例子。例如，在获取工序中，也可以在所有限定范围74中，一次性获取各限定范围74所包含的多个分割部位72的电压值。
将以上的实施方式总结如下。
上述实施方式公开了一种电解质膜的短路检查方法，通过对具有由固体高分子构成的电解质膜(16)的电解质膜部件(12)通电，来检查在所述电解质膜中是否存在短路部位(S)，该电解质膜的短路检查方法包括：通电工序，经由配置在所述电解质膜部件的两个面上的一组测量端子部(36、40)对沿面方向分割该电解质膜部件而得到的多个分割部位(72)通电；获取工序，对位置彼此不同的多个限定范围的每一个进行获取所述限定范围(74)的通电状态的处理，其中，该限定范围包括在比所述多个分割部位的整体范围小的范围内彼此相邻的分割部位；和判定工序，根据在所述获取工序中获取的多个所述限定范围的所述通电状态，来判定在所述电解质膜中是否存在所述短路部位。
在上述电解质膜的短路检查方法中，可以为：多个所述限定范围中最接近的限定范围彼此位于在所述面方向上错开所述多个分割部位中的一个所述分割部位的距离的位置。
在上述的电解质膜的短路检查方法中，可以为：在所述获取工序中多次进行确定工序，所述确定工序为，确定多个所述限定范围中的一个，并且获取所确定的所述限定范围的通电状态，在所述确定工序中，确定位于如下位置的限定范围，即该位置为使上次所确定的所述限定范围在所述面方向上移动了所述多个分割部位中的一个所述分割部位的距离后的位置。
在上述的电解质膜的短路检查方法中，可以为：在所述确定工序中，获取所确定的所述限定范围所包含的所述多个分割部位各自的电压值，所述获取工序包括合成电压算出工序，在该合成电压算出工序中，算出将多个所述限定范围各自所包含的所述多个分割部位的电压值合成而得到的合成电压值，在所述判定工序中，根据所述合成电压值来判定在所述电解质膜中是否存在所述短路部位。
在上述的电解质膜的短路检查方法中，可以为：所述获取工序包括合成电阻算出工序，在该合成电阻算出工序中，根据所述合成电压值来算出多个所述限定范围各自的合成电阻值，在所述判定工序中，在多个所述限定范围的所述合成电阻值中最低的合成电阻值比电阻阈值(R0)低的情况下，判定为在具有所述最低的合成电阻值的所述限定范围的中心附近存在所述短路部位。
在上述的电解质膜的短路检查方法中，可以为：在所述获取工序中，包括合成电阻算出工序，在该合成电阻算出工序中，根据所述合成电压值来算出多个所述限定范围各自的合成电阻值，在所述判定工序中，判定为在具有比电阻阈值低的合成电阻值的限定范围中存在所述短路部位。
在上述电解质膜的短路检查方法中，可以为：所述限定范围的大小根据如下这样得到的修正电压值来设定，在经由所述一组测量端子部对所述电解质膜部件通电时，算出所述多个分割部位各自的电压值中的在本底电压阈值(V0)以下的电压值的平均值作为本底电压，并从所述多个分割部位各自的所述电压值中减去所述本底电压而得到该修正电压值。
在上述的电解质膜的短路检查方法中，可以为：所述限定范围的大小被设定为以下范围，在测量位于预先确定的短路部位的周边的所述多个分割部位各自的电压值，并一边增加用于进行合成的这些电压值的数量一边算出合成电压值的情况下，该合成电压值的变化量成为规定值以下时的所述多个分割部位的范围。
上述实施方式公开了一种电解质膜的短路检查装置(10)，通过对具有由固体高分子构成的电解质膜部件通电，来检查在所述电解质膜中是否存在短路部位，该电解质膜的短路检查装置(10)具有第1测量端子部(36)、第2测量端子部(40)、电源(44)、获取部(60)和判定部(68)，其中，所述第1测量端子部和所述第2测量端子部用于夹持所述电解质膜部件；所述电源用于对所述第1测量端子部和所述第2测量端子部之间进行通电；所述获取部获取所述电解质膜部件的通电状态；所述判定部根据由所述获取部所获取的通电状态来判定在所述电解质膜中是否存在所述短路部位，所述第1测量端子部以彼此电绝缘的状态配置有多个，所述获取部获取限定范围的通电状态，其中，该限定范围包括在比所述电解质膜部件中的与多个所述第1测量端子部相向的多个分割部位的整体范围小的范围内彼此相邻的分割部位。
Claims (9)
1.一种电解质膜的短路检查方法，通过对具有由固体高分子构成的电解质膜(16)的电解质膜部件(12)通电，来检查在所述电解质膜中是否存在短路部位(S)，该电解质膜的短路检查方法的特征在于，
包括：
通电工序，经由配置在所述电解质膜部件的两个面上的一组测量端子部(36、40)对沿面方向分割该电解质膜部件而得到的多个分割部位(72)通电；
获取工序，对位置彼此不同的多个限定范围的每一个进行获取所述限定范围(74)的通电状态的处理，其中，所述限定范围包括在比所述多个分割部位的整体范围小的范围内彼此相邻的分割部位；和
判定工序，根据在所述获取工序中获取的多个所述限定范围的所述通电状态，来判定在所述电解质膜中是否存在所述短路部位。
2.根据权利要求1所述的电解质膜的短路检查方法，其特征在于，
多个所述限定范围中最接近的限定范围彼此位于在所述面方向上错开所述多个分割部位中的一个所述分割部位的距离的位置。
3.根据权利要求2所述的电解质膜的短路检查方法，其特征在于，
在所述获取工序中多次进行确定工序，所述确定工序为：确定多个所述限定范围中的一个，并且获取所确定的所述限定范围的通电状态，
在所述确定工序中，确定位于使上次所确定的所述限定范围在所述面方向上移动了所述多个分割部位中的一个所述分割部位的距离后的位置的限定范围。
4.根据权利要求3所述的电解质膜的短路检查方法，其特征在于，
在所述确定工序中，获取所确定的所述限定范围所包含的所述多个分割部位各自的电压值，
所述获取工序包括算出合成电压值的合成电压算出工序，其中，所述合成电压值是合成多个所述限定范围各自所包含的所述多个分割部位的电压值而得到的，
在所述判定工序中，根据所述合成电压值来判定在所述电解质膜中是否存在所述短路部位。
5.根据权利要求4所述的电解质膜的短路检查方法，其特征在于，
所述获取工序包括合成电阻算出工序，在该合成电阻算出工序中，根据所述合成电压值来算出多个所述限定范围各自的合成电阻值，
在所述判定工序中，在多个所述限定范围的所述合成电阻值中最低的合成电阻值比电阻阈值(R0)低的情况下，判定为在具有所述最低的合成电阻值的所述限定范围的中心附近存在所述短路部位。
6.根据权利要求4所述的电解质膜的短路检查方法，其特征在于，
所述获取工序包括合成电阻算出工序，在该合成电阻算出工序中，根据所述合成电压值来算出多个所述限定范围各自的合成电阻值，
在所述判定工序中，判定为在具有比电阻阈值低的合成电阻值的限定范围中存在所述短路部位。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的电解质膜的短路检查方法，其特征在于，
所述限定范围的大小根据如下这样得到的修正电压值来设定，在经由所述一组测量端子部对所述电解质膜部件通电时，算出所述多个分割部位各自的电压值中的在本底电压阈值(V0)以下的电压值的平均值作为本底电压，并从所述多个分割部位各自的所述电压值中减去所述本底电压而得到所述修正电压值。
8.根据权利要求7所述的电解质膜的短路检查方法，其特征在于，
所述限定范围的大小被设定为以下范围：在测量位于预先确定的短路部位的周边的所述多个分割部位各自的电压值，并一边增加用于进行合成的所述电压值的数量一边算出合成电压值的情况下，所述合成电压值的变化量成为规定值以下时的所述多个分割部位的范围。
9.一种电解质膜的短路检查装置(10)，通过对具有由固体高分子构成的电解质膜的电解质膜部件通电，来检查在所述电解质膜中是否存在短路部位，该电解质膜的短路检查装置的特征在于，
具有第1测量端子部(36)、第2测量端子部(40)、电源(44)、获取部(60)和判定部(68)，其中，
所述第1测量端子部和所述第2测量端子部用于夹持所述电解质膜部件；
所述电源用于对所述第1测量端子部和所述第2测量端子部之间进行通电；
所述获取部获取所述电解质膜部件的通电状态；
所述判定部根据由所述获取部所获取的通电状态来判定在所述电解质膜中是否存在所述短路部位，
所述第1测量端子部以彼此电绝缘的状态配置有多个，
所述获取部获取限定范围的通电状态，其中，所述限定范围包括在比所述电解质膜部件中的与多个所述第1测量端子部相向的多个分割部位的整体范围小的范围内彼此相邻的分割部位。
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