JP2000285945A - Voltage detection method for fuel cell - Google Patents

Voltage detection method for fuel cell

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JP2000285945A
JP2000285945A JP11093110A JP9311099A JP2000285945A JP 2000285945 A JP2000285945 A JP 2000285945A JP 11093110 A JP11093110 A JP 11093110A JP 9311099 A JP9311099 A JP 9311099A JP 2000285945 A JP2000285945 A JP 2000285945A
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cell
fuel cell
cells
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Japanese (ja)
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Koji Shindo
浩二 進藤
Akira Hamada
陽 濱田
Ryuji Hatayama
龍次 畑山
Kazuhiro Tajima
一弘 田島
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily detect an existence of a cell with an abnormally low voltage at low cost. SOLUTION: A fuel cell voltage detection device 10 detects the voltage of a solid polymer fuel cell 11. The fuel cell voltage detection device 10 is provided with a total output voltage detector 12 detecting a total voltage of the fuel cell, a block voltage detector 13 detecting a block voltage of a cell block 24 comprising arbitrary number of cells, and a detecting and calculating unit 14 calculating a first average cell voltage Vm of cells from the total voltage, calculating a determination reference voltage V33 from the first average cell voltage when an abnormally low voltage of a cell is assumed to be present, calculating a second average cell voltage Vb from the block voltage, and detecting an existence of a cell with an abnormally low voltage when the second average cell voltage becomes equal to or less than the determination reference voltage.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池の出力電
圧を検出する燃料電池の電圧検出方法に係り、特に、電
圧低下したセルを特定できる燃料電池の電圧検出方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell voltage detection method for detecting an output voltage of a fuel cell, and more particularly to a fuel cell voltage detection method capable of specifying a cell whose voltage has dropped.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃料電池は、固体高分子電解質膜を介し
て対向配置された一対の電極を備えるセルが、複数積層
して構成されたものである。この燃料電池の電圧は、燃
料電池の全体から出力される総電圧を測定することによ
り検出されていた。
2. Description of the Related Art A fuel cell is formed by stacking a plurality of cells each having a pair of electrodes opposed to each other with a solid polymer electrolyte membrane interposed therebetween. The voltage of this fuel cell has been detected by measuring the total voltage output from the entire fuel cell.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、燃料電池
の電圧が、燃料電池の全体から出力される総電圧を測定
することにより検出されているので、電圧が異常に低下
したセルを特定することができなかった。
As described above, since the voltage of the fuel cell is detected by measuring the total voltage output from the entire fuel cell, the cell whose voltage has dropped abnormally is specified. I couldn't do that.

【0004】この特定セルの電圧異常低下を検出するた
めには、燃料電池の全てのセルの電圧を個別に測定しな
ければならず、この場合、検出回路が複雑化してそのコ
ストが上昇してしまう。
In order to detect the abnormal drop in the voltage of a specific cell, the voltages of all the cells of the fuel cell must be individually measured. In this case, the detection circuit becomes complicated and the cost increases. I will.

【0005】本発明の目的は、上述の事情を考慮してな
されたものであり、電圧が異常に低下したセルの存在
を、低コストにて容易に検出できる燃料電池の電圧検出
方法を提供することにある。
An object of the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a fuel cell voltage detecting method capable of easily detecting, at low cost, the presence of a cell whose voltage has dropped abnormally. It is in.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、固体高分子電解質膜を挟んで相対向配置された一対
の電極を備えるセルを複数直列積層した燃料電池の、出
力電圧を検出する電圧検出方法において、任意の個数直
列に積層された上記セル間のブロック電圧を検出し、こ
のブロック電圧に基づいて算出される電圧が、直列に積
層された総セル電圧から算出された任意の個数のセルに
相当する分圧電圧に基づいて算出される判定基準電圧以
下となった際に、電圧が低下した上記セルの存在を判断
するものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a fuel cell in which a plurality of cells each having a pair of electrodes opposed to each other with a solid polymer electrolyte membrane interposed therebetween are stacked in series. In the voltage detection method, a block voltage between any number of the cells stacked in series is detected, and a voltage calculated based on the block voltage is calculated based on a total cell voltage stacked in series. When the voltage becomes equal to or lower than the determination reference voltage calculated based on the divided voltage corresponding to the number of cells, the presence of the cell whose voltage has decreased is determined.

【0007】請求項2に記載の発明は、固体高分子電解
質膜を挟んで相対向配置された一対の電極を備えるセル
を複数直列積層した燃料電池の、出力電圧を検出する電
圧検出方法において、任意の個数直列積層された上記セ
ル間のブロック電圧が予め定めた電圧以下となった際に
ON、OFFが切り換わるフォトカプラを設け、このフ
ォトカプラからの出力に対応して、発光素子の点灯、消
灯を制御するものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a voltage detecting method for detecting an output voltage of a fuel cell in which a plurality of cells each having a pair of electrodes arranged opposite to each other with a solid polymer electrolyte membrane interposed therebetween are stacked in series. Provide a photocoupler that switches between ON and OFF when the block voltage between the cells stacked in an arbitrary number becomes lower than a predetermined voltage, and turns on the light emitting element according to the output from the photocoupler. , And turn off the light.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づき説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0009】[A]第一の実施の形態(図1、図2) 図1は、本発明に係る燃料電池の電圧検出方法における
第一の実施の形態を実施する燃料電池の電圧検出装置を
示すブロック図である。
[A] First Embodiment (FIGS. 1 and 2) FIG. 1 shows a fuel cell voltage detecting apparatus for implementing a first embodiment of a fuel cell voltage detecting method according to the present invention. FIG.

【0010】この図1に示す燃料電池電圧検出装置10
は、固体高分子型燃料電池11を構成するセル16(後
述)の発電時の電圧低下を検出するものであり、総出力
電圧検出器12、ブロック電圧検出器13及び検出演算
器14を有して構成される。
The fuel cell voltage detecting device 10 shown in FIG.
Detects a voltage drop of a cell 16 (described later) of the polymer electrolyte fuel cell 11 during power generation, and has a total output voltage detector 12, a block voltage detector 13, and a detection calculator 14. It is composed.

【0011】上記固体高分子型燃料電池11は、図2に
示すセル16(単電池)が複数直列に積層してモジュー
ルとして構成されたものであり、水素ガス供給系15及
び空気供給系25が接続される。各セル16は、高分子
イオン交換膜などの固体高分子電解質膜17と、この固
体高分子電解質膜17の相対向面にそれぞれ接合された
アノード18、カソード19と、アノード18に接して
配置されたアノード基材20と、カソード19に接して
配置されたカソード基材21とを有して構成される。
The polymer electrolyte fuel cell 11 has a structure in which a plurality of cells 16 (unit cells) shown in FIG. 2 are stacked in series to constitute a module, and a hydrogen gas supply system 15 and an air supply system 25 are provided. Connected. Each cell 16 is arranged in contact with a solid polymer electrolyte membrane 17 such as a polymer ion exchange membrane, an anode 18 and a cathode 19 joined to opposing surfaces of the solid polymer electrolyte membrane 17, respectively. And a cathode substrate 21 arranged in contact with the cathode 19.

【0012】アノード18およびカソード19は、白金
を担持したカーボンを主成分とし、ガスまたは水を拡散
可能な拡散経路を有する。これらのアノード18及びカ
ソード19内で、後述の電気化学反応が行われる。
The anode 18 and the cathode 19 are mainly composed of carbon carrying platinum and have a diffusion path through which gas or water can diffuse. In the anode 18 and the cathode 19, an electrochemical reaction described below is performed.

【0013】アノード基材20には、アノード18に接
する側に、アノードガスとしての水素ガスを流動させる
アノードガス流路22が形成される。また、カソード基
材21には、カソード19に接する側にカソードガスと
しての空気(または酸素ガス)を流動させるカソードガ
ス流路23が形成される。これらのアノード基材20及
びカソード基材21は、多孔質の例えば炭素材にて形成
され、ガスまたは水を透過可能に構成される。
An anode gas flow path 22 for flowing hydrogen gas as an anode gas is formed in the anode substrate 20 on the side in contact with the anode 18. In the cathode base material 21, a cathode gas flow path 23 for flowing air (or oxygen gas) as a cathode gas is formed on the side in contact with the cathode 19. The anode substrate 20 and the cathode substrate 21 are formed of a porous material such as a carbon material, and are configured to be permeable to gas or water.

【0014】このように構成されたセル16において、
アノード基材20のアノードガス流路22を経てアノー
ド18内に導入された水素ガスは、このアノード18内
で酸化してプロトン(H+)となり、このプロトンは、
固体高分子電解質膜17中を移動してカソード19へ至
り、このカソード19内で、カソード基材21のカソー
ドガス流路23を経て導入された空気中の酸素と電気化
学反応して還元され、水に変化する。この電気化学反応
に伴い、アノード18とカソード19間に電圧が発生す
る。
In the cell 16 configured as described above,
The hydrogen gas introduced into the anode 18 via the anode gas flow path 22 of the anode substrate 20 is oxidized in the anode 18 to form protons (H + ).
It moves through the solid polymer electrolyte membrane 17 to reach the cathode 19, where it is reduced by an electrochemical reaction with oxygen in the air introduced through the cathode gas flow passage 23 of the cathode substrate 21, Turns into water. With this electrochemical reaction, a voltage is generated between the anode 18 and the cathode 19.

【0015】前記水素ガス供給系15は、図示しない水
素ボンベ、減圧弁及び水素供給電磁弁が順次配設して構
成され、水素供給電磁弁が固体高分子型燃料電池11に
接続される。この水素ガス供給系15の水素供給電磁弁
の開度調整により、固体高分子型燃料電池11の各セル
16におけるアノード基材20のアノードガス流路22
へ水素ガスが適宜流量供給される。
The hydrogen gas supply system 15 includes a hydrogen cylinder, a pressure reducing valve, and a hydrogen supply solenoid valve (not shown) arranged in this order. The hydrogen supply solenoid valve is connected to the polymer electrolyte fuel cell 11. By adjusting the opening degree of the hydrogen supply solenoid valve of the hydrogen gas supply system 15, the anode gas flow path 22 of the anode substrate 20 in each cell 16 of the polymer electrolyte fuel cell 11 is adjusted.
Hydrogen gas is supplied at a suitable flow rate.

【0016】前記空気供給系25は、空気供給ファンが
固体高分子型燃料電池11に接続されたものである。空
気供給ファンの回転速度の調整により、固体高分子型燃
料電池11の各セル16におけるカソード基材21のカ
ソードガス流路23へ適宜流量の空気が供給される。
The air supply system 25 has an air supply fan connected to the polymer electrolyte fuel cell 11. By adjusting the rotation speed of the air supply fan, an appropriate flow rate of air is supplied to the cathode gas flow path 23 of the cathode substrate 21 in each cell 16 of the polymer electrolyte fuel cell 11.

【0017】前記総出力電圧検出器12は、固体高分子
型燃料電池11の全体から出力される総電圧を検出す
る。この検出電圧は、総出力電圧検出器12から検出演
算器14へ出力される。
The total output voltage detector 12 detects a total voltage output from the entire polymer electrolyte fuel cell 11. This detection voltage is output from the total output voltage detector 12 to the detection calculator 14.

【0018】前記ブロック電圧検出器13は、固体高分
子型燃料電池11において、セル16が任意の個数積層
されたセルブロック24にて発生するブロック電圧を検
出する。この検出電圧は、ブロック電圧検出器13から
検出演算器14へ出力される。
The block voltage detector 13 detects a block voltage generated in a cell block 24 in which an arbitrary number of cells 16 are stacked in the polymer electrolyte fuel cell 11. This detection voltage is output from the block voltage detector 13 to the detection calculator 14.

【0019】前記検出演算器14は、先ず、総出力電圧
検出器12が検出した固体高分子型燃料電池11の総電
圧に基づいて第一平均セル電圧Vmを算出し、また、ブ
ロック電圧検出器13が検出したセルブロック24のブ
ロック電圧に基づいて第二平均セル電圧Vbを算出す
る。これらの第一平均セル電圧Vmと第二平均セル電圧
Vbは、固体高分子型燃料電池11に同一負荷が作用し
ている状態下で検出されたものである。
The detection computing unit 14 first calculates a first average cell voltage Vm based on the total voltage of the polymer electrolyte fuel cell 11 detected by the total output voltage detector 12, and calculates a block voltage detector 13 calculates the second average cell voltage Vb based on the detected block voltage of the cell block 24. The first average cell voltage Vm and the second average cell voltage Vb are detected when the same load is acting on the polymer electrolyte fuel cell 11.

【0020】次に、検出演算器14は、あるセルブロッ
ク24にセル電圧が0ボルトとなったセル16が1個存
在すると仮定したときの判定基準電圧VBを、上記第一
平均セル電圧Vmから式(1)の如く算出する。
Next, the detection arithmetic unit 14 calculates the judgment reference voltage V B when it is assumed that one cell 16 having a cell voltage of 0 volt exists in a certain cell block 24 by the first average cell voltage Vm. Is calculated from Equation (1).

【0021】 VB={(n−1)/n}×Vm・・・(1) ここで、nはセルブロック24を構成するセル16の個
数である。
V B = {(n−1) / n} × Vm (1) where n is the number of cells 16 constituting the cell block 24.

【0022】そして、検出演算器14は、上記第二平均
セル電圧Vbが判定基準電圧VB以下となったときに
(Vb≦VB)、上記セルブロック24内に電圧が異常
に低下したセル16が存在すると判断する。
When the second average cell voltage Vb becomes equal to or lower than the judgment reference voltage V B (Vb ≦ V B ), the detection arithmetic unit 14 detects a cell whose voltage has abnormally dropped in the cell block 24. It is determined that 16 exists.

【0023】検出演算器14は、上述の動作を、ブロッ
ク電圧検出器13が検出する他のセルブロック24につ
いても同様に実施して、セルブロック24において、電
圧が異常に低下したセル16の存在を検出する。
The detection arithmetic unit 14 similarly performs the above-described operation on the other cell blocks 24 detected by the block voltage detector 13, and in the cell block 24, the presence of the cell 16 whose voltage has dropped abnormally Is detected.

【0024】従って、上記実施の形態によれば、次の効
果を奏する。
Therefore, according to the above embodiment, the following effects can be obtained.

【0025】総出力電圧検出器12が固体高分子型燃
料電池11の総電圧を検出し、ブロック電圧検出器13
が任意のセルブロック24のブロック電圧を検出し、検
出演算器14は、固体高分子型燃料電池11の総電圧か
ら算出した第一平均セル電圧Vmに基づき、セル16に
異常低下電圧が発生したと仮定したときの判定基準電圧
Bを算出し、ブロック電圧から算出した第二平均セル
電圧Vbが上記判定基準電圧VB以下となったときに、
電圧が異常に低下したセル16の存在を検出することか
ら、全てのセル16のセル電圧を個別に検出する検出回
路が必要とならないので、電圧が異常に低下したセル1
6の存在を低コストにて容易に検出できる。
A total output voltage detector 12 detects a total voltage of the polymer electrolyte fuel cell 11 and outputs a block voltage detector 13.
Detects the block voltage of an arbitrary cell block 24, and the detection calculator 14 generates an abnormally low voltage in the cell 16 based on the first average cell voltage Vm calculated from the total voltage of the polymer electrolyte fuel cell 11. when calculating the criterion voltage V B on the assumption, the second average cell voltage Vb calculated from the block voltage becomes equal to or less than the determination reference voltage V B and,
Since the presence of the cell 16 whose voltage has dropped abnormally is detected, a detection circuit for individually detecting the cell voltages of all the cells 16 is not required.
6 can be easily detected at low cost.

【0026】[B]第二の実施の形態(図3) 図3は、本発明に係る燃料電池の電圧検出方法における
第二の実施の形態を実施する燃料電池の電圧検出装置を
示す電気回路図である。この第二の実施の形態におい
て、前記第一の実施の形態と同様な部分は、同一の符号
を付すことにより説明を省略する。
[B] Second Embodiment (FIG. 3) FIG. 3 is an electric circuit showing a fuel cell voltage detecting apparatus for implementing a second embodiment of the fuel cell voltage detecting method according to the present invention. FIG. In the second embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0027】この第二の実施の形態の燃料電池電圧検出
装置30は、固体高分子型燃料電池11を構成するセル
16の電圧低下を検出するものであり、フォトカプラ3
1、メイン抵抗器32、トランジスタ33、LED34
(発光ダイオード)及び検出判定器35を有して構成さ
れる。
The fuel cell voltage detecting device 30 according to the second embodiment detects a voltage drop of the cells 16 constituting the polymer electrolyte fuel cell 11.
1, main resistor 32, transistor 33, LED34
(Light emitting diode) and the detection determination unit 35.

【0028】フォトカプラ31は、発光ダイオードなど
の発光素子36と、フォトトランジスタなどの受光素子
37とを備えて構成される。固体高分子型燃料電池11
において、セル16が任意の個数積層された任意のセル
ブロック24にて発生するブロック電圧が、メイン抵抗
器32を介して、フォトカプラ31の発光素子36に入
力可能とされる。上記メイン抵抗器32は、フォトカプ
ラ31の発光素子36に直列に接続されている。
The photocoupler 31 includes a light emitting element 36 such as a light emitting diode and a light receiving element 37 such as a phototransistor. Polymer electrolyte fuel cell 11
In, a block voltage generated in an arbitrary cell block 24 in which an arbitrary number of cells 16 are stacked can be input to a light emitting element 36 of a photocoupler 31 via a main resistor 32. The main resistor 32 is connected in series to the light emitting element 36 of the photocoupler 31.

【0029】このメイン抵抗器32の抵抗値は、ブロッ
ク電圧が規定電圧以下のときにフォトカプラ31の発光
素子36の発光動作を停止させて、受光素子37をOF
F動作させる値に設定される。例えば、セルブロック2
4を構成するセル16が4個の場合、ブロック電圧が
1.6V(平均セル電圧は400mV)以下のときに、
このセルブロック24に電圧が異常に低下したセル16
が存在すると仮定すると、メイン抵抗器32の抵抗値
は、フォトカプラ31の発光素子36が発光する最小電
圧(つまり上記規定電圧)が1.6Vとなる値に設定さ
れる。
The resistance value of the main resistor 32 is such that when the block voltage is equal to or lower than the specified voltage, the light emitting operation of the light emitting element 36 of the photocoupler 31 is stopped and the light receiving element 37 is turned off.
The value is set to a value for performing the F operation. For example, cell block 2
In the case where the number of cells 16 constituting 4 is four, when the block voltage is 1.6 V or less (the average cell voltage is 400 mV) or less,
The cell 16 whose voltage is abnormally lowered is stored in the cell block 24.
Is assumed, the resistance value of the main resistor 32 is set to a value at which the minimum voltage (that is, the specified voltage) at which the light emitting element 36 of the photocoupler 31 emits light is 1.6 V.

【0030】上記トランジスタ33には、フォトカプラ
31の受光素子37がOFF動作して、点Aの電位が高
くなったときに電流が流れる。この時、判定器35の検
出点の電位が下がり、異常電圧低下セルの存在が検出で
きる。また、第一サブ抵抗器38を介してLED34に
電流が流れてLED34が点灯し、異常電圧低下セルの
存在が視認できる。
A current flows through the transistor 33 when the light receiving element 37 of the photocoupler 31 is turned off and the potential at the point A increases. At this time, the potential at the detection point of the determiner 35 decreases, and the presence of an abnormally low voltage cell can be detected. Further, a current flows through the LED 34 via the first sub-resistor 38 so that the LED 34 is turned on and the presence of the abnormal voltage drop cell can be visually recognized.

【0031】また、フォトカプラ31の受光素子37が
ON動作しているときには、点Aの電位が低くなるの
で、トランジスタ33に電流が流れない。この時、LE
D34は消灯し、また、検出判定器35の検出点の電位
が上昇する。
When the light receiving element 37 of the photocoupler 31 is ON, the potential at the point A is low, so that no current flows through the transistor 33. At this time, LE
D34 is turned off, and the potential at the detection point of the detection determiner 35 rises.

【0032】検出判定器35は、トランジスタ33を介
してフォトカプラ31の受光素子37側に接続され、上
述の如く、検出点の電位を検知して、当該セルブロック
24のセル16に電圧の異常低下が発生したことを検出
する。
The detection determiner 35 is connected to the light receiving element 37 side of the photocoupler 31 via the transistor 33, detects the potential at the detection point as described above, and applies an abnormal voltage to the cell 16 of the cell block 24. Detect that a drop has occurred.

【0033】尚、図3中の符号39は第二サブ抵抗器、
符号40は第三サブ抵抗器であり、符号41は第一ダイ
オード、符号42は第二ダイオードである。
Reference numeral 39 in FIG. 3 denotes a second sub resistor,
Reference numeral 40 represents a third sub-resistor, reference numeral 41 represents a first diode, and reference numeral 42 represents a second diode.

【0034】次に、燃料電池電圧検出装置30の作用を
説明する。
Next, the operation of the fuel cell voltage detecting device 30 will be described.

【0035】セルブロック24を構成するセル16に、
電圧が異常に低下したセル16が存在しないときには、
フォトカプラ31の発光素子36に作用する電圧が規定
電圧以上となって、この発光素子36が発光する。従っ
て、フォトカプラ31の受光素子37がON動作して点
Aの電位が低くなり、トランジスタ33に電流が流れ
ず、LED34が消灯する。検出判定器35は、検出点
の電位が高いことを検知して、セルブロック24を構成
するセル16の電圧が正常であると判定する。
The cells 16 constituting the cell block 24 include:
When there is no cell 16 whose voltage is abnormally reduced,
When the voltage applied to the light emitting element 36 of the photocoupler 31 becomes equal to or higher than the specified voltage, the light emitting element 36 emits light. Therefore, the light receiving element 37 of the photocoupler 31 is turned on, the potential at the point A is lowered, no current flows through the transistor 33, and the LED 34 is turned off. The detection determiner 35 detects that the potential of the detection point is high, and determines that the voltage of the cells 16 constituting the cell block 24 is normal.

【0036】セルブロック24を構成するセル16に、
電圧が異常に低下したセル16が存在するときには、フ
ォトカプラ31の発光素子36に作用する電圧が規定電
圧以下となって、この発光素子36が発光動作を停止す
る。従って、このフォトカプラ31の受光素子37がO
FF動作して点Aの電位が高くなり、トランジスタ33
に電流が流れてLED34が点灯する。検出判定器35
は、検出点の電位が高いことを検知し、セルブロック2
4を構成するセル16に、電圧が異常に低下したセル1
6が存在することを検出する。
The cells 16 constituting the cell block 24 include:
When there is a cell 16 with an abnormally low voltage, the voltage applied to the light emitting element 36 of the photocoupler 31 becomes equal to or lower than the specified voltage, and the light emitting element 36 stops emitting light. Therefore, the light receiving element 37 of the photocoupler 31
The FF operation causes the potential at the point A to increase, and the transistor 33
And the LED 34 lights up. Detection determiner 35
Detects that the potential of the detection point is high,
The cell 1 having the abnormally low voltage is replaced with the cell 16 constituting the cell 4
6 is detected.

【0037】従って、上記実施の形態によれば、次の効
果を奏する。
Therefore, according to the above embodiment, the following effects can be obtained.

【0038】任意の個数積層されたセル16からなる
セルブロック24のブロック電圧を、メイン抵抗器32
を介してフォトカプラ31の発光素子36に入力し、メ
イン抵抗器32の抵抗値が、規定電圧以下のブロック電
圧の入力によりフォトカプラ31の発光素子36を発光
停止させて、このフォトカプラ31の受光素子37をO
FF動作させる値に設定され、このフォトカプラ31の
受光素子37にトランジスタ33を介して接続された検
出判定器35が、この受光素子37のOFF動作によ
り、上記セルブロック24を構成するセル16の電圧の
異常低下を検出することから、全てのセル16のセル電
圧を個別に検出する検出回路が必要とならないので、電
圧が異常に低下したセル16の存在を低コストにて容易
に検出できる。
The block voltage of a cell block 24 comprising an arbitrary number of stacked cells 16 is applied to a main resistor 32.
Is input to the light-emitting element 36 of the photocoupler 31 via the interface, and the light-emitting element 36 of the photocoupler 31 stops emitting light by the input of the block voltage whose resistance value of the main resistor 32 is equal to or less than the specified voltage. Set the light receiving element 37 to O
The detector / determiner 35, which is set to a value for performing the FF operation and connected to the light receiving element 37 of the photocoupler 31 via the transistor 33, turns off the light receiving element 37 so that the cell 16 constituting the cell block 24 is turned off. Since the abnormal drop in the voltage is detected, a detection circuit for individually detecting the cell voltages of all the cells 16 is not required. Therefore, the presence of the cell 16 in which the voltage has abnormally dropped can be easily detected at low cost.

【0039】以上、本発明を上記実施の形態に基づいて
説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
As described above, the present invention has been described based on the above embodiment, but the present invention is not limited to this.

【0040】上記第二の実施の形態において、図3の2
点鎖線に示すように、検出判定器35を点Aに接続して
もよい。この検出判定器35は、点Aの電位が低いとき
には、フォトカプラ31の受光素子37がON動作し
て、セルブロック24のセル16の電圧が正常であると
判定する。また、この検出判定器35は、点Aの電位が
高いときには、フォトカプラ31の受光素子37がOF
F動作して、セルブロック24のセル16に電圧が異常
に低下したものが存在することを検出する。
In the second embodiment, FIG.
The detection determiner 35 may be connected to the point A, as shown by the chain line. When the potential at the point A is low, the detection determiner 35 turns on the light receiving element 37 of the photocoupler 31 and determines that the voltage of the cell 16 of the cell block 24 is normal. When the potential at the point A is high, the detection determining unit 35 sets the light receiving element 37 of the photocoupler 31 to the OF position.
The F operation is performed to detect that an abnormally low voltage exists in the cells 16 of the cell block 24.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上のように、請求項1に記載の発明に
係る燃料電池の電圧検出方法によれば、固体高分子電解
質膜を挟んで相対向配置された一対の電極を備えるセル
を複数直列積層した燃料電池の、出力電圧を検出する電
圧検出方法において、任意の個数直列に積層された上記
セル間のブロック電圧を検出し、このブロック電圧に基
づいて算出される電圧が、直列に積層された総セル電圧
から算出された任意の個数のセルに相当する分圧電圧に
基づいて算出される判定基準電圧以下となった際に、電
圧が低下した上記セルの存在を判断することから、電圧
が異常に低下したセルの存在を低コストにて容易に検出
できる。
As described above, according to the voltage detection method for a fuel cell according to the first aspect of the present invention, a plurality of cells each having a pair of electrodes opposed to each other with a solid polymer electrolyte membrane interposed therebetween are provided. In a voltage detection method for detecting an output voltage of a fuel cell stacked in series, a block voltage between any number of the cells stacked in series is detected, and a voltage calculated based on the block voltage is stacked in series. When the voltage becomes equal to or less than the determination reference voltage calculated based on the divided voltage corresponding to an arbitrary number of cells calculated from the total cell voltage, the presence of the cell whose voltage has decreased is determined. The presence of a cell whose voltage has dropped abnormally can be easily detected at low cost.

【0042】また、請求項2に記載の発明に係る燃料電
池の電圧検出方法によれば、固体高分子電解質膜を挟ん
で相対向配置された一対の電極を備えるセルを複数直列
積層した燃料電池の、出力電圧を検出する電圧検出方法
において、任意の個数直列積層された上記セル間のブロ
ック電圧が予め定めた電圧以下となった際にONN、O
FFが切り換わるフォトカプラを設け、このフォトカプ
ラからの出力に対応して、発光素子の点灯、消灯を制御
することから、電圧が異常に低下したセルの存在を低コ
ストにて容易に検出できる。
According to the method for detecting voltage of a fuel cell according to the second aspect of the present invention, a fuel cell comprising a plurality of cells having a pair of electrodes opposed to each other with a solid polymer electrolyte membrane interposed therebetween is stacked in series. In the voltage detection method for detecting the output voltage, when the block voltage between any number of the cells stacked in series becomes equal to or lower than a predetermined voltage, ONN, O
A photocoupler that switches the FF is provided, and the turning on and off of the light emitting element is controlled in accordance with the output from the photocoupler. Therefore, the presence of a cell whose voltage has dropped abnormally can be easily detected at low cost. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る燃料電池の電圧検出方法における
第一の実施の形態を実施する燃料電池の電圧検出装置を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a fuel cell voltage detecting device that implements a first embodiment of a fuel cell voltage detecting method according to the present invention.

【図2】図1の燃料電池を構成するセルを示す概略構成
図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing cells constituting the fuel cell of FIG.

【図3】本発明に係る燃料電池の電圧検出方法における
第二の実施の形態を実施する燃料電池の電圧検出装置を
示す電気回路図である。
FIG. 3 is an electric circuit diagram showing a fuel cell voltage detection device that implements a second embodiment of the fuel cell voltage detection method according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 燃料電池電圧検出装置 11 固体高分子型燃料電池(燃料電池) 12 総出力電圧検出器 13 ブロック電圧検出器 14 検出演算器 16 セル 24 セルブロック 30 燃料電池電圧検出装置 31 フォトカプラ 32 メイン抵抗器(抵抗器) 36 発光素子 37 受光素子 REFERENCE SIGNS LIST 10 fuel cell voltage detector 11 polymer electrolyte fuel cell (fuel cell) 12 total output voltage detector 13 block voltage detector 14 detection calculator 16 cell 24 cell block 30 fuel cell voltage detector 31 photocoupler 32 main resistor (Resistor) 36 Light emitting element 37 Light receiving element

フロントページの続き (72)発明者 畑山 龍次 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 田島 一弘 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 5H026 AA06 5H027 AA06 KK54 Continued on the front page (72) Inventor Ryuji Hatayama 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture Inside Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Kazuhiro Tajima 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture No. Sanyo Electric Co., Ltd. F-term (reference) 5H026 AA06 5H027 AA06 KK54

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固体高分子電解質膜を挟んで相対向配置
された一対の電極を備えるセルを複数直列積層した燃料
電池の、出力電圧を検出する電圧検出方法において、 任意の個数直列に積層された上記セル間のブロック電圧
を検出し、このブロック電圧に基づいて算出される電圧
が、直列に積層された総セル電圧から算出された任意の
個数のセルに相当する分圧電圧に基づいて算出される判
定基準電圧以下となった際に、電圧が低下した上記セル
の存在を判断することを特徴とする燃料電池の電圧検出
方法。
1. A voltage detecting method for detecting an output voltage of a fuel cell in which a plurality of cells each having a pair of electrodes arranged opposite to each other with a solid polymer electrolyte membrane interposed therebetween is detected. A voltage calculated based on the block voltage between the cells is calculated based on a divided voltage corresponding to an arbitrary number of cells calculated from a total cell voltage stacked in series. A method for detecting the voltage of a fuel cell, comprising: determining the presence of the cell whose voltage has decreased when the voltage has become equal to or less than the determined reference voltage.
【請求項2】 固体高分子電解質膜を挟んで相対向配置
された一対の電極を備えるセルを複数直列積層した燃料
電池の、出力電圧を検出する電圧検出方法において、 任意の個数直列積層された上記セル間のブロック電圧が
予め定めた電圧以下となった際にON、OFFが切り換
わるフォトカプラを設け、このフォトカプラからの出力
に対応して、発光素子の点灯、消灯を制御することを燃
料電池の電圧検出方法。
2. A voltage detection method for detecting an output voltage of a fuel cell in which a plurality of cells each having a pair of electrodes arranged opposite to each other with a solid polymer electrolyte membrane interposed therebetween is detected. A photocoupler that switches between ON and OFF when the block voltage between the cells becomes equal to or lower than a predetermined voltage is provided, and the turning on / off of the light emitting element is controlled in accordance with the output from the photocoupler. Fuel cell voltage detection method.
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