JP2005317359A - Fuel cell system - Google Patents

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Kazunori Shibata
和則 柴田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell system capable of simply and surely monitoring or diagnosing temporal state change of a fuel cell stack or a cell constituting it. <P>SOLUTION: This fuel cell system 1 is equipped with a fuel cell 10 having fuel cell stacks 13 held between end plates 11 and 12. A fastening part 20 is composed by installing spring units 22 on a plate-like member 21 connected to a barrier rib 14. The fuel cell stacks 13 are fastened by being pressed toward the end plate 11 by the fastening part 20. Position sensors 23 are installed around bases 15. In a calculation control part 30, displacement of the fuel cell stacks 13 is calculated based on position detection signals from the position sensors 23, and determination or the like of the fastening level of the fuel cell stacks 13 can be carried out based on it. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、燃料電池システムに関する。   The present invention relates to a fuel cell system.

電気化学反応による発電方式を用いた燃料電池は、高効率と優れた環境特性を有することから脚光を浴びている。燃料電池としては、種々のタイプのものが開発されており、それらのなかでは、電解質の散逸・保持等の問題がなく、常温で起動し且つ起動時間が極めて早い等の利点を有する固体高分子型燃料電池(PEFC:Polymer Electrolyte Fuel Cells )が特に注目され、自動車用途(燃料電池自動車用)にも採用されている。   Fuel cells using a power generation method based on an electrochemical reaction are in the limelight because they have high efficiency and excellent environmental characteristics. Various types of fuel cells have been developed. Among them, there are no problems such as electrolyte dissipation and retention, solid polymer having advantages such as startup at room temperature and extremely fast startup time. Type fuel cells (PEFC: Polymer Electrolyte Fuel Cells) have attracted particular attention and are also used in automotive applications (for fuel cell vehicles).

PEFCは、ポリエチレン等で形成された固体高分子電解質膜が二枚のガス拡散電極で挟持された状態で一体に接合されたMEA(Membrane Electrode Assembly)とセパレータから成るセルが少なくとも1つ以上積層されたスタックを備えている。このガス拡散電極の一方をアノード(水素極)として反応ガスの1つである水素又は水素リッチの改質ガスを供給し、他方のガス拡散電極をカソード(酸素極)としてもう一つの反応ガスである酸化ガス(酸素又は空気)を供給する。これにより、アノード表面でプロトン(水素イオン)と電子が生成する水素分子分解反応を生じ、カソード表面で水が生成される酸素とプロトンの結合反応を生じる。また、燃料電池スタックは、その積層方向の両端に設けられたエンドプレートに挟持され、さらに、エンドプレートの少なくとも一方が弾性体(通常はばね)によって他方のエンドプレート側に押し付けられることによって締結されている。   PEFC is a stack of at least one cell consisting of a MEA (Membrane Electrode Assembly) and a separator that are integrally joined with a solid polymer electrolyte membrane made of polyethylene or the like sandwiched between two gas diffusion electrodes. Equipped with a stack. One of the gas diffusion electrodes is used as an anode (hydrogen electrode) and hydrogen or hydrogen-rich reformed gas, which is one of the reaction gases, is supplied, and the other gas diffusion electrode is used as a cathode (oxygen electrode) as another reaction gas. A certain oxidizing gas (oxygen or air) is supplied. This causes a hydrogen molecule decomposition reaction in which protons (hydrogen ions) and electrons are generated on the anode surface, and a bond reaction between oxygen and protons that generates water on the cathode surface. The fuel cell stack is sandwiched between end plates provided at both ends in the stacking direction, and is further fastened by pressing at least one of the end plates against the other end plate by an elastic body (usually a spring). ing.

ところで、燃料電池システムを適正な状態で運転する上で、このような構成を有する燃料電池スタックの状態、より具体的には、その締結状態、セルを構成するMEAの電気化学的な状態、更にはセル又はスタック全体の幾何学的な配置状態、等が正常であるか否かを監視・診断することが重要である。そのような状態監視の一例として、特許文献1には、燃料電池スタックの積層方向の長さの変位量を検出する変位検出手段と、スタックの温度検出手段とを備えており、その長さの変位量及びスタック温度に基づいて固体高分子電解質膜の乾燥状態を判断する燃料電池システムが記載されている。このシステムは、所定の運転温度において十分に加湿された状態であること望まれる固体高分子膜の乾燥状態を検知し、膨潤状態でシステムを起動することを企図したものである。
特開2001−332280号公報
By the way, when operating the fuel cell system in an appropriate state, the state of the fuel cell stack having such a configuration, more specifically, the fastening state thereof, the electrochemical state of the MEA constituting the cell, It is important to monitor and diagnose whether or not the geometric arrangement state of the entire cell or stack is normal. As an example of such state monitoring, Patent Document 1 includes a displacement detection unit that detects a displacement amount of the length in the stacking direction of the fuel cell stack, and a stack temperature detection unit. A fuel cell system that determines the dry state of a solid polymer electrolyte membrane based on the amount of displacement and the stack temperature is described. This system is intended to detect a dry state of a solid polymer membrane that is desired to be sufficiently humidified at a predetermined operating temperature, and to start the system in a swollen state.
JP 2001-332280 A

しかし、燃料電池スタックに対して状態監視・診断を行った方がよい項目は、固体高分子膜の乾燥状態に限られない。例えば、本発明者の知見によれば、燃料電池スタックをばね等で積層方向に押し付けて締結するような構造では、固体高分子膜の含水率のみならず、個々のセルに機械的な力が常時印加されることに起因してスタック全体の寸法形状の変化つまり変形が生じ得る。さらに、そのような変形は、セルにダメージを与え得る外力に起因するので、セルひいては燃料電池スタックの電気的・化学的特性に影響を及ぼす。これに対し、上記従来の燃料電池システムでは、運転起動時の最適な制御を実現すべく固体高分子膜の乾燥状態を間接的に感知するのみであり、燃料電池スタックの経時的な種々の状態変化を監視・診断することはできない。   However, items that should be monitored and diagnosed for the fuel cell stack are not limited to the dry state of the solid polymer membrane. For example, according to the knowledge of the present inventor, in the structure in which the fuel cell stack is pressed and fastened in the stacking direction with a spring or the like, not only the water content of the solid polymer membrane but also the mechanical force on each cell. Due to the constant application, the dimensional shape of the entire stack may change or be deformed. Further, such deformation is caused by an external force that can damage the cell, and thus affects the electrical and chemical characteristics of the cell and the fuel cell stack. On the other hand, in the above conventional fuel cell system, only the dry state of the solid polymer membrane is indirectly sensed in order to realize optimal control at the start of operation, and various states of the fuel cell stack over time. Changes cannot be monitored and diagnosed.

そこで、本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、燃料電池スタックやそれを構成するセルの経時的な状態変化を簡易に且つ確実に監視又は診断できる燃料電池システムを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a fuel cell system that can easily and reliably monitor or diagnose a change in the state of a fuel cell stack and the cells constituting the fuel over time. And

上記課題を解決するために、本発明による燃料電池システムは、複数の燃料電池セルが積層されて成る燃料電池スタックと、その燃料電池スタックに所定の荷重を印加して燃料電池スタックを締結する締結部と、燃料電池スタックの積層方向における変位を検出する変位検出部と、検出された変位に基づいて、燃料電池スタックの締結度合いを判定する演算制御部とを備える。   In order to solve the above-described problems, a fuel cell system according to the present invention includes a fuel cell stack in which a plurality of fuel cells are stacked, and a fastening that applies a predetermined load to the fuel cell stack and fastens the fuel cell stack. A displacement detection unit that detects a displacement in the stacking direction of the fuel cell stack, and an arithmetic control unit that determines a fastening degree of the fuel cell stack based on the detected displacement.

このように構成された燃料電池システムでは、締結部によって所定の荷重が燃料電池スタックに印加されることにより燃料電池スタックが一体に締結保持される。具体的には、締結部としては、複数の燃料電池セルが積層された集合体が積層方向の両端に設けられたエンドプレートで挟持され、そのエンドプレートの少なくとも一方の外部から所定荷重が印加されるように設けられたものが挙げられる。   In the fuel cell system configured as described above, a predetermined load is applied to the fuel cell stack by the fastening portion, whereby the fuel cell stack is integrally fastened and held. Specifically, as the fastening portion, an assembly in which a plurality of fuel cells are stacked is sandwiched between end plates provided at both ends in the stacking direction, and a predetermined load is applied from the outside of at least one of the end plates. The thing provided so that it may be mentioned.

このような締結状態により、燃料電池セルには応力が継続的に作用し、クリープ(時間の経過と共に進行する材料変形)が生じ得る。その結果、燃料電池スタック全体がその積層方向に圧縮されるような変位が生じる。この燃料電池スタックの変位が増大すると、例えば締結部がばね等の弾性体によって燃料電池スタックに荷重を印加するような機構の場合、締結荷重がその初期値に比して有意に低下する傾向にある。クリープが更に進展して変位が更に増大すると、燃料電池スタックを保持できない程度に荷重維持が困難となってしまい、燃料電池スタックが緩んで場合によっては脱落することも懸念される。   Due to such a fastened state, stress continuously acts on the fuel cell, and creep (material deformation that progresses with time) may occur. As a result, a displacement that causes the entire fuel cell stack to be compressed in the stacking direction occurs. When the displacement of the fuel cell stack increases, for example, in the case of a mechanism in which the fastening portion applies a load to the fuel cell stack by an elastic body such as a spring, the fastening load tends to decrease significantly compared to its initial value. is there. If creep further develops and displacement further increases, it becomes difficult to maintain the load to such an extent that the fuel cell stack cannot be held, and there is a concern that the fuel cell stack may loosen and fall off in some cases.

よって、演算制御部において、変位検出部で検出された燃料電池スタックの積層方向の変位に基づいてその時点における燃料電池スタックの締結度合いを判定でき、不都合な締結緩みが発生しそうな状態であるか否かを把握することができる。また、経時的にそのような締結度合いの監視を続けることにより、燃料電池スタックを保持できなくなるような不都合な締結緩みの発生を的確に予測できる。よって、かかる締結緩みが生じる前に、追加荷重を印加したり、燃料電池スタックを組みつけし直したりといった対策を講じることができる。そのためには、演算制御部が、燃料電池スタックの初期の締結荷重が緩み始める位置を判定するものであると好適である。   Therefore, the calculation control unit can determine the degree of fastening of the fuel cell stack at that time based on the displacement in the stacking direction of the fuel cell stack detected by the displacement detection unit, and is it in a state where inadequate fastening looseness is likely to occur? It is possible to grasp whether or not. Further, by continuously monitoring such a degree of fastening over time, it is possible to accurately predict the occurrence of inconvenient loosening that makes it impossible to hold the fuel cell stack. Therefore, measures such as applying an additional load or reassembling the fuel cell stack can be taken before such loosening occurs. For this purpose, it is preferable that the arithmetic control unit determines a position where the initial fastening load of the fuel cell stack starts to loosen.

なお、燃料電池スタックの締結度合い(状態)を判定する方法として、荷重センサによって締結荷重を直接測定することも考えられる。しかし、本発明者の知見によれば、締結部がばね等の弾性体を有しておりその押付力によって燃料電池スタックに所定の荷重を印加するような場合、クリープによる変位が変化しているにもかかわらず、荷重測定値が変化しない領域が生じ得る。そのため、荷重センサによって締結度合いを監視する方法では、正確な判定を行うことが難しいという潜在的な問題を有している。   In addition, as a method of determining the fastening degree (state) of the fuel cell stack, it is conceivable to directly measure the fastening load with a load sensor. However, according to the knowledge of the present inventor, when the fastening portion has an elastic body such as a spring and a predetermined load is applied to the fuel cell stack by the pressing force, the displacement due to creep changes. Nevertheless, there may be areas where the load measurements do not change. Therefore, the method of monitoring the degree of fastening with a load sensor has the potential problem that it is difficult to make an accurate determination.

或いは、本発明による燃料電池システムは、演算制御部が、検出された変位に基づいて、燃料電池セル及び/又は燃料電池スタックの性能低下状態を判定するものであっても好ましい。   Alternatively, the fuel cell system according to the present invention is preferably such that the arithmetic control unit determines the performance deterioration state of the fuel cell and / or the fuel cell stack based on the detected displacement.

燃料電池セルに応力が加わってクリープが生じるような状態になると、燃料電池セルを構成するMEAに局所的な劣化又は損傷が発生し、例えば電極の損傷によってマイクロショート等に起因する性能低下が生じ得る。そこで、演算制御部において、変位検出部で検出された燃料電池スタックの変位実測値から、燃料電池セルひいては燃料電池スタックの性能低下状態を判定することが可能となる。また、かかる性能低下状態の監視を経時的に実施することにより、燃料電池として要求される所望の性能が得られなくなってしまうであろう時期を的確に予測できる。よって、そのような不都合な程度まで性能が低下してしまうことを未然に防止する対策を講じ得る。   When a stress is applied to the fuel cell and creeping occurs, the MEA constituting the fuel cell is locally deteriorated or damaged. For example, the performance is deteriorated due to the micro short circuit due to the electrode damage. obtain. In view of this, in the arithmetic control unit, it is possible to determine the performance deterioration state of the fuel cell, and thus the fuel cell stack, from the measured displacement value of the fuel cell stack detected by the displacement detection unit. Moreover, by monitoring such a performance degradation state over time, it is possible to accurately predict the time when the desired performance required for the fuel cell will not be obtained. Therefore, it is possible to take measures to prevent the performance from decreasing to such an inconvenient level.

この場合、燃料電池スタックがPEFCを構成するものであり、演算制御部は、性能低下状態として、燃料電池セルに備わるMEAの劣化又は損傷を判定するものであると一層好ましい。   In this case, it is more preferable that the fuel cell stack constitutes a PEFC, and the arithmetic control unit determines deterioration or damage of the MEA provided in the fuel cell as the performance degradation state.

或いは、本発明による燃料電池システムは、複数の燃料電池セルが積層されて成る燃料電池スタックと、その燃料電池スタックに所定の荷重を印加して燃料電池スタックを締結する締結部と、燃料電池スタックの積層方向における変位を異なる複数の部位で検出する変位検出部と、それら異なる複数の部位で測定された変位の差異に基づいて、燃料電池セルの幾何学的配置の変化を判定する演算制御部とを備えてもよい。   Alternatively, the fuel cell system according to the present invention includes a fuel cell stack in which a plurality of fuel cells are stacked, a fastening portion that fastens the fuel cell stack by applying a predetermined load to the fuel cell stack, and the fuel cell stack. A displacement detector that detects displacement in the stacking direction at a plurality of different parts, and an arithmetic control part that determines a change in the geometric arrangement of the fuel cells based on the difference in displacement measured at the different parts And may be provided.

通常、燃料電池スタックは、複数の燃料電池セルが、それらの延在面(すなわち積層面)が積層方向に対して垂直又は略垂直となるように積層されて形成されている。よって、燃料電池セルが正規の積層状態からある程度ずれてしまうと(例えば、積層面が初期の水平状態から傾いてずれてしまうと)、燃料電池スタック内に供給された燃料ガスが外部へ漏出してしまうおそれがある。   Usually, the fuel cell stack is formed by stacking a plurality of fuel cells so that their extending surfaces (that is, stacked surfaces) are perpendicular or substantially perpendicular to the stacking direction. Therefore, when the fuel cell deviates from the normal stacked state to some extent (for example, when the stacked surface is inclined and deviated from the initial horizontal state), the fuel gas supplied into the fuel cell stack leaks to the outside. There is a risk that.

燃料電池セルに継続的に応力が作用して生じるクリープが、燃料電池セルの全体に均一に生じるのではなく局所的に偏って生じるような場合には、燃料電池セル同士の積層面が水平方向(初期の積層方向)に対して傾いてしまうことがある。こうなると、燃料電池スタック全体が圧縮方向に変位し得るので、上述の如く外部へのガス漏出が懸念される。そこで、複数の変位検出部によって異なる複数の部位における変位を検出し、それらの変位の実測値の差異を算出することにより、その時点での燃料電池セル全体の幾何学的配置を検知できる。これにより、燃料電池セルの初期の積層状態における幾何学的配置からの変化が判定され、外部へのガス漏出を未然に防止することができる。   In the case where creep caused by continuous stress on the fuel cells does not occur uniformly throughout the fuel cells, but is locally biased, the stacked surfaces of the fuel cells are horizontal. It may be inclined with respect to (the initial stacking direction). In this case, since the entire fuel cell stack can be displaced in the compression direction, there is a concern about gas leakage to the outside as described above. Therefore, by detecting displacements at a plurality of different portions by a plurality of displacement detection units and calculating a difference between actually measured values of the displacements, the geometric arrangement of the entire fuel cell at that time can be detected. Thereby, the change from the geometric arrangement in the initial stacking state of the fuel cells is determined, and gas leakage to the outside can be prevented in advance.

ここで、「幾何学的配置の変化」としては、上述した初期の積層方向からの傾斜(つまり燃料電池セルの水平度合い)、その傾斜方向、局所的な湾曲や凹凸の発生、その湾曲や凹凸の度合い、等の言わば形状変化に起因する状態変化が挙げられる。これらのなかでも、上述したように、燃料電池セルの水平度合いは、燃料ガスの外部への漏出(リーク)と深く関わる因子である。その意味において、演算制御部が、燃料電池セルの水平度合いを判定又は検知するものであると好適である。   Here, the “change in geometrical arrangement” includes the above-described inclination from the initial stacking direction (that is, the horizontal degree of the fuel cell), the inclination direction, the occurrence of local curvature and unevenness, and the curvature and unevenness. A state change caused by a change in shape, such as the degree of the above, may be mentioned. Among these, as described above, the level of the fuel cell is a factor deeply related to the leakage (leak) of the fuel gas to the outside. In that sense, it is preferable that the arithmetic control unit determines or detects the level of the fuel cell.

より具体的には、変位検出部は燃料電池スタック及び/又は締結部に設けられた少なくとも一つの位置センサ(変位センサ)を有するものであると好ましい。いずれの場合においても、燃料電池スタックと締結部との相対的な位置の変化すなわち変位が検出される。   More specifically, the displacement detector preferably has at least one position sensor (displacement sensor) provided in the fuel cell stack and / or the fastening portion. In either case, a change in the relative position between the fuel cell stack and the fastening portion, that is, a displacement is detected.

より具体的には、演算制御部は、予め取得された燃料電池スタックの積層方向における変位と、燃料電池スタックの締結度合い、又は、燃料電池セル若しくは燃料電池スタックの性能低下状態との関係と、検出された変位(変位実測値)とに基づいて、種々の判定を行うものであると好ましい。こうすれば、燃料電池スタックの締結度合いや、燃料電池セル又は燃料電池スタックの性能低下状態を一層的確に判定することができる。   More specifically, the arithmetic control unit obtains the relationship between the previously obtained displacement in the stacking direction of the fuel cell stack and the degree of fastening of the fuel cell stack, or the performance deterioration state of the fuel cell or the fuel cell stack, It is preferable that various determinations are made based on the detected displacement (displacement actual measurement value). By so doing, it is possible to more accurately determine the degree of fastening of the fuel cell stack and the performance degradation state of the fuel cell or fuel cell stack.

本発明の燃料電池システムによれば、燃料電池スタックの変位を検出し、それに基づいて、燃料電池スタックやそれを構成するセルの経時的な状態変化を簡易に且つ確実に監視又は診断することが可能である。   According to the fuel cell system of the present invention, the displacement of the fuel cell stack is detected, and based on this, the state change with time of the fuel cell stack and the cells constituting it can be monitored or diagnosed easily and reliably. Is possible.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、同一要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。また、図面の寸法比率は、図示の比率に限られるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same element and the overlapping description is abbreviate | omitted. Further, the positional relationship such as up, down, left and right is based on the positional relationship shown in the drawings unless otherwise specified. Further, the dimensional ratios in the drawings are not limited to the illustrated ratios.

図1は、本発明による燃料電池システムの好適な一実施形態を模式的に示す平面図である。燃料電池システム1は、例えば、燃料電池自動車等に搭載される車載システムであり、エンドプレート11,12間に保持されるように設けられ且つ締結部20によって締結された燃料電池スタック13を有する燃料電池10を備えている。燃料電池スタック13は、MEA、及び炭素材料や金属材料で形成されたセパレータから成る燃料電池セルが複数積層されたものである。燃料電池スタック13は、エンドプレート11に一方端部が固定された隔壁14を挟んで二つ併設されており、これらは直流接続されている。   FIG. 1 is a plan view schematically showing a preferred embodiment of a fuel cell system according to the present invention. The fuel cell system 1 is an in-vehicle system mounted on, for example, a fuel cell vehicle, and has a fuel cell stack 13 that is provided so as to be held between the end plates 11 and 12 and fastened by a fastening portion 20. A battery 10 is provided. The fuel cell stack 13 is formed by laminating a plurality of fuel cells made of MEA and a separator made of a carbon material or a metal material. Two fuel cell stacks 13 are provided side by side with a partition wall 14 having one end fixed to the end plate 11, and these are DC-connected.

締結部20は、隔壁14におけるエンドプレート12側の他方端部に接続された板状部材21にばねユニット22,22が設置されたものである。ばねユニット22,22は、エンドプレート12の外側面に設けられた台座15,15のそれぞれに、ばね22a,22aの各先端部が当接するように設けられている。ばね22a,22aは圧縮ばねであり、ばねユニット22,22によってエンドプレート12がエンドプレート11側へ押し付けられ、これにより燃料電池スタック13,13がエンドプレート11,12に挟持された状態で締結・保持される。なお、ばね22a,22aの材質や形態は特に制限されず、その材質としては、例えば、材質としては鉄系・銅系ばね、非鉄金属ばね等の金属ばね、樹脂ばね、ゴムばね、流体ばね等の非金属ばねが挙げられる。また、その形態としては、皿ばね、スプリングばね、板ばね等が挙げられる。   The fastening portion 20 is obtained by installing spring units 22 and 22 on a plate-like member 21 connected to the other end of the partition wall 14 on the end plate 12 side. The spring units 22 and 22 are provided so that the tip portions of the springs 22a and 22a are in contact with the pedestals 15 and 15 provided on the outer surface of the end plate 12, respectively. The springs 22a and 22a are compression springs, and the end plate 12 is pressed against the end plate 11 side by the spring units 22 and 22 so that the fuel cell stacks 13 and 13 are clamped between the end plates 11 and 12. Retained. The material and form of the springs 22a and 22a are not particularly limited, and examples of the material include metal springs such as iron and copper springs and non-ferrous metal springs, resin springs, rubber springs, fluid springs, and the like. Non-metallic springs. Moreover, as the form, a disc spring, a spring spring, a leaf | plate spring, etc. are mentioned.

さらに、エンドプレート12の外側面12aにおける台座15の周囲には位置センサ23,23(変位検出部)が設置されている。各位置センサ23は、隔壁14の側壁面に対向するように設けられており、その隔壁14の側壁面が、燃料電池スタック13のセル積層方向において、位置センサ23のエンドプレート12に対する位置を測量するための基準となるゲージの機能を果している。また、これら位置センサ23,23には、演算制御部30が接続されており、位置センサ23,23で測定された位置情報又は変位情報が演算制御部30に入力されるようになっている。ここで、図2(A)〜(E)は、それぞれ図1におけるII−II線に沿う断面の要部を示す図であり、位置センサ23の配置数及び配置場所が異なる種々の例を示すものである。   Further, position sensors 23 and 23 (displacement detection units) are provided around the pedestal 15 on the outer side surface 12a of the end plate 12. Each position sensor 23 is provided so as to face the side wall surface of the partition wall 14, and the side wall surface of the partition wall 14 measures the position of the position sensor 23 with respect to the end plate 12 in the cell stacking direction of the fuel cell stack 13. It fulfills the function of a gauge that serves as a reference. Further, an arithmetic control unit 30 is connected to the position sensors 23 and 23, and position information or displacement information measured by the position sensors 23 and 23 is input to the arithmetic control unit 30. Here, FIGS. 2A to 2E are diagrams each showing a main part of a cross section taken along the line II-II in FIG. 1, and show various examples in which the number and location of the position sensors 23 are different. Is.

図2(A)は、燃料電池スタック13,13のそれぞれに位置センサ23が一つずつ設けられた形態(図1に対応する)を示す。また、図2(B)は、各燃料電池スタック13に応じて位置センサ23が二つ対向配置された形態を示す。さらに、図2(C)〜(E)は、各燃料電池スタック13に応じて位置センサ23が四つ配置された形態を示し、それぞれ配置パターンが異なっている。   FIG. 2A shows a form (corresponding to FIG. 1) in which one position sensor 23 is provided in each of the fuel cell stacks 13 and 13. FIG. 2B shows a form in which two position sensors 23 are arranged opposite to each other in accordance with each fuel cell stack 13. Further, FIGS. 2C to 2E show a form in which four position sensors 23 are arranged according to each fuel cell stack 13, and the arrangement patterns are different from each other.

ここで、図3は、燃料電池スタック13が締結されている状態を示す平面図であり、図1における一部を示すものである。燃料電池システム1では、ばねユニット22に備わるばね22aの押付力に応じた所定の荷重が、エンドプレート12側から燃料電池スタック13に対してその積層方向に印加される。その荷重によって燃料電池スタック13の締結状態が保持されると共に、燃料電池スタック13を構成する燃料電池セルには、印加される荷重に応じた応力が継続的に作用する。これにより、燃料電池セルには、その燃料電池セルが図示矢印X方向に圧縮されるような応力が作用し、クリープが進展し得る。   Here, FIG. 3 is a plan view showing a state in which the fuel cell stack 13 is fastened, and shows a part of FIG. In the fuel cell system 1, a predetermined load corresponding to the pressing force of the spring 22 a provided in the spring unit 22 is applied from the end plate 12 side to the fuel cell stack 13 in the stacking direction. The fastening state of the fuel cell stack 13 is maintained by the load, and stress corresponding to the applied load continuously acts on the fuel cells constituting the fuel cell stack 13. As a result, stress is exerted on the fuel cell so that the fuel cell is compressed in the direction of the arrow X shown in the figure, and creep can progress.

個々の燃料電池セルにクリープが生じると、燃料電池スタック13全体がその積層方向に圧縮されるような変位が引き起こされる。それに伴ってばね22aは伸長されつつも、ばね22aと台座15との当接が維持され、その押付力によって燃料電池スタック13の締結状態は一定期間維持され得る。ただし、クリープが更に進展すると、燃料電池スタック13の初期状態からの変位(図3に示す距離D)が過度に大きくなるおそれがあり、やがて燃料電池スタック13の締結が不都合に緩んでしまい、燃料電池スタック13を保持し難くなる。   When creep occurs in an individual fuel cell, a displacement is caused such that the entire fuel cell stack 13 is compressed in the stacking direction. Accordingly, while the spring 22a is extended, the contact between the spring 22a and the base 15 is maintained, and the fastening state of the fuel cell stack 13 can be maintained for a certain period by the pressing force. However, if the creep further progresses, the displacement (distance D shown in FIG. 3) of the fuel cell stack 13 from the initial state may become excessively large, and the fastening of the fuel cell stack 13 will be unnecessarily loosened eventually, and the fuel It becomes difficult to hold the battery stack 13.

この際、燃料電池システム1では、燃料電池スタック13の締結部20に対する相対的な位置が位置センサ23によって継続的に測定され、その測定値信号が演算制御部30へ連続的に又は断続的に送出される。演算制御部30では、位置センサ23からの測定値信号に基づいて、燃料電池スタック13の初期状態からの変位Dが算出される。こうして、位置センサ23によって燃料電池スタック13の変位Dが検知される。   At this time, in the fuel cell system 1, the relative position of the fuel cell stack 13 with respect to the fastening portion 20 is continuously measured by the position sensor 23, and the measurement value signal is continuously or intermittently transmitted to the arithmetic control unit 30. Sent out. In the arithmetic control unit 30, the displacement D from the initial state of the fuel cell stack 13 is calculated based on the measurement value signal from the position sensor 23. Thus, the displacement D of the fuel cell stack 13 is detected by the position sensor 23.

ここで、図4は、燃料電池スタック13の変位と位置センサ23の測定信号値との関係(図中、実線L1で表される関係)の一例を示すグラフである。また、同図には、参考として、ばね22aに皿ばねを用いたとき、ばねユニット22によって燃料電池スタック13に印加される荷重を荷重センサで測定したときのその荷重センサの測定信号値と、燃料電池スタック13の変位との関係を示すグラフを破線L2で示す。   Here, FIG. 4 is a graph showing an example of the relationship between the displacement of the fuel cell stack 13 and the measurement signal value of the position sensor 23 (the relationship represented by the solid line L1 in the figure). Also, in the figure, for reference, when a disc spring is used as the spring 22a, the load sensor measured signal value when the load applied to the fuel cell stack 13 by the spring unit 22 is measured by the load sensor, A graph showing the relationship with the displacement of the fuel cell stack 13 is indicated by a broken line L2.

図4に示される実線L1より、燃料電池スタック13の変位と位置センサ23の測定信号値とは、直線的で良好な相関関係を示す傾向にある。よって、燃料電池システム1によれば、位置センサ13によって燃料電池スタック13の変位Dを正確に算出することが可能となる。一方、図4に示される破線L2より、荷重センサの測定信号値と燃料電池スタック13の変位とは、直線的な相関関係にない。つまり、燃料電池スタック13の変位が変化しても荷重が略一定となる範囲が存在する。この場合、そのような範囲では、荷重センサによって荷重を実測しても、燃料電池スタック13の変位を正確に算出することは極めて困難である。   From the solid line L1 shown in FIG. 4, the displacement of the fuel cell stack 13 and the measurement signal value of the position sensor 23 tend to be linear and have a good correlation. Therefore, according to the fuel cell system 1, the displacement D of the fuel cell stack 13 can be accurately calculated by the position sensor 13. On the other hand, from the broken line L2 shown in FIG. 4, the measurement signal value of the load sensor and the displacement of the fuel cell stack 13 do not have a linear correlation. That is, there is a range in which the load is substantially constant even when the displacement of the fuel cell stack 13 changes. In this case, in such a range, it is extremely difficult to accurately calculate the displacement of the fuel cell stack 13 even if the load is actually measured by the load sensor.

また、演算制御部30には、予め取得された燃料電池スタック13の締結度合いと変位との関係、具体的には、変位が増大すれば燃料電池スタック13と締結部20との締結度合いが変化して締結緩みが増大する傾向にあり、燃料電池スタック13に特有なその関係が記憶又は入力されている。そして、その関係と変位Dの実測値とから、その時点での燃料電池スタック13の締結度合いが判定される。   Further, the arithmetic control unit 30 has a relationship between the degree of fastening of the fuel cell stack 13 and the displacement acquired in advance, specifically, the degree of fastening between the fuel cell stack 13 and the fastening unit 20 changes as the displacement increases. As a result, the looseness of the fastening tends to increase, and the relationship specific to the fuel cell stack 13 is stored or input. Then, from the relationship and the measured value of the displacement D, the degree of fastening of the fuel cell stack 13 at that time is determined.

このとき、燃料電池システム1によれば、上述したように燃料電池スタック13の変位を正確に検知できるので、その時点での燃料電池スタック13と締結部20との締結度合いを正確に判定できる。また、そのような判定を経時的に実施することにより、締結度合いを常時監視でき、締結度合い低下の進行状況、逆に言えば、締結緩みの進展状況を把握して、燃料電池スタック13に不都合な締結緩みが発生してしまう位置又は時期をも予測できる。よて、燃料電池スタック13が万一脱落してしまうおそれがあるような過度の締結緩みが生じることを事前に把握することができる。したがって、そのような締結緩みが生じる前に、追加荷重を印加したり、燃料電池スタック13を締結し直したり、組み付けし直したりといった対策を講じることが可能となる。   At this time, according to the fuel cell system 1, since the displacement of the fuel cell stack 13 can be accurately detected as described above, the degree of fastening between the fuel cell stack 13 and the fastening portion 20 at that time can be accurately determined. Further, by performing such a determination over time, the degree of fastening can be monitored at all times, and the progress of the degree of fastening reduction, in other words, the progress of the loosening of the fastening can be grasped, which is inconvenient for the fuel cell stack 13. It is also possible to predict the position or timing at which a loose fastening will occur. Therefore, it is possible to grasp in advance that excessive fastening looseness that may cause the fuel cell stack 13 to drop out occurs. Therefore, it is possible to take measures such as applying an additional load, refastening the fuel cell stack 13, and reassembling before such loosening occurs.

また、演算制御部30には、予め取得された燃料電池セル及び燃料電池スタック13の性能低下状態と変位との関係、具体的には、変位が増大すれば燃料電池セル及び燃料電池スタック13の出力が低下する等の性能低下が増大する傾向にあり、燃料電池スタック13に特有なその関係も記憶又は入力されている。そして、その関係と変位Dの実測値とから、その時点での燃料電池セル及び燃料電池スタック13の性能低下状態が判定される。   Further, the arithmetic control unit 30 has a relationship between the previously acquired performance degradation state of the fuel cell and the fuel cell stack 13 and the displacement, specifically, if the displacement increases, the fuel cell and the fuel cell stack 13 There is a tendency for performance degradation, such as output degradation, to increase, and the relationship unique to the fuel cell stack 13 is also stored or input. Then, from the relationship and the measured value of the displacement D, the performance deterioration state of the fuel cell and the fuel cell stack 13 at that time is determined.

燃料電池セル及び燃料電池スタック13の性能低下に関し、より具体的には、燃料電池スタック13を構成する燃料電池セルに応力が加わってクリープが生じるとき、燃料電池セルを構成するMEAが局所的に損傷しているおそれがある。例えばMEAの電極の損傷に起因してマイクロショート等の不都合な電気的な事象が生じ、その結果、燃料電池セルひいては燃料電池10の性能低下が生じ得る。ここで、図5は、燃料電池スタック13の変位とMEAのダメージ(損傷度合として例えば電気特性の劣化を数値化したもの)との関係を模式的に示すグラフ(図示実線L3)である。このように、クリープ量の増大に応じてMEAのダメージも増大する傾向にある。   Regarding the performance degradation of the fuel cell and the fuel cell stack 13, more specifically, when a stress is applied to the fuel cell constituting the fuel cell stack 13 and creep occurs, the MEA constituting the fuel cell locally It may be damaged. For example, an adverse electrical event such as a micro short circuit may occur due to damage to the electrodes of the MEA, and as a result, the performance of the fuel cell and thus the fuel cell 10 may deteriorate. Here, FIG. 5 is a graph (illustrated solid line L3) schematically showing the relationship between the displacement of the fuel cell stack 13 and the damage of the MEA (as a damage degree, for example, the deterioration of electrical characteristics is quantified). Thus, the MEA damage tends to increase as the creep amount increases.

この場合にも、燃料電池システム1によれば、上述したように燃料電池スタック13の変位を正確に検知できるので、MEAの劣化若しくは損傷の有無又はそれらの程度を正確に判定することができる。よって、このようなMEAの劣化又は損傷に起因する燃料電池セルひいては燃料電池スタック13の性能低下状態の判定を行うことが可能となる。また、かかる性能低下状態の判定を経時的に実施することにより、燃料電池10に要求される性能を下回ってしまうような事態の発生の有無及びその時期を予測判断することができ、事前の対策を適宜講じることが可能となる。   Also in this case, according to the fuel cell system 1, since the displacement of the fuel cell stack 13 can be accurately detected as described above, it is possible to accurately determine whether or not the MEA is deteriorated or damaged, or the degree thereof. Therefore, it becomes possible to determine the state of performance degradation of the fuel cell and thus the fuel cell stack 13 due to such deterioration or damage of the MEA. In addition, by performing the determination of the performance degradation state over time, it is possible to predict and determine the occurrence and timing of a situation that would result in lower than the performance required for the fuel cell 10, Can be taken as appropriate.

さらに、図2(B)〜(E)に示すように位置センサ23を複数設けた場合には、各位置センサ23での変位検出信号が演算制御部30に独立に送出され、演算制御部30では、各位置センサ23が設置された部位での各変位Dが算出される。燃料電池スタック13が燃料電池セルの積層面において圧縮方向(図3に示す矢印X方向)に均一に変位するようなクリープが生じている場合、エンドプレート12は初期の水平度を維持し得るので、各変位Dに実質的な差異は生じない。一方、燃料電池セルの積層面においてクリープが局所的に偏在して生じた場合、その積層面が初期の水平度を維持できなくなり、これにより燃料電池スタック13へ供給された燃料ガスが、積層状態の異常が生じた部位から外部へ漏出するおそれがある。   Further, when a plurality of position sensors 23 are provided as shown in FIGS. 2B to 2E, displacement detection signals from the respective position sensors 23 are independently sent to the calculation control unit 30, and the calculation control unit 30. Then, each displacement D in the site | part in which each position sensor 23 was installed is calculated. When the creep that causes the fuel cell stack 13 to be uniformly displaced in the compression direction (the arrow X direction shown in FIG. 3) occurs on the stack surface of the fuel cells, the end plate 12 can maintain the initial levelness. No substantial difference occurs in each displacement D. On the other hand, when creep occurs locally on the stack surface of the fuel cell, the stack surface cannot maintain the initial level, so that the fuel gas supplied to the fuel cell stack 13 is stacked. There is a risk of leakage from the site where the abnormality occurred.

そこで、演算制御部30において、複数の位置センサ23からの出力に基づいて算出された各変位D間の差異を求めることにより、その時点での燃料電池セルの水平方向に対する傾斜つまり水平度(水平度合い)を判定又は検知することができる。或いは、燃料電池セルの初期の水平度からのずれ、すなわち水平度の相対的な変化を算出することも可能である。そして、例えば、燃料ガスの外部への漏出が懸念されるような燃料電池セルの水平度を予め把握しておき、演算制御部30において、そのような事前取得データと、燃料電池セルの水平度の実測値とを比較することにより、燃料電池スタック13の状態監視が可能となり、また、それを経時的に実施することにより、外部へのガス漏出が懸念されるような不都合な状態変化を事前に予測してそのようなガス漏出を未然に防止することができる。   Therefore, the arithmetic control unit 30 obtains the difference between the displacements D calculated based on the outputs from the plurality of position sensors 23, so that the inclination of the fuel cell at the time, that is, the horizontality (horizontal) Degree) can be determined or detected. Alternatively, it is possible to calculate a deviation from the initial level of the fuel cell, that is, a relative change in the level. Then, for example, the level of the fuel cell that may cause the leakage of the fuel gas to the outside is grasped in advance, and in the arithmetic control unit 30, such pre-acquired data and the level of the fuel cell are determined. It is possible to monitor the state of the fuel cell stack 13 by comparing the measured value with the actual measurement value of the fuel cell stack. In addition, by performing this over time, it is possible to perform in advance an inconvenient state change that may cause gas leakage to the outside. Therefore, it is possible to prevent such gas leakage.

また、位置センサ23が複数設けられている場合には、燃料電池セルの傾斜方向を判定することも可能となり、燃料電池セルの積層面内における変位の偏在部位を特定し易くなる。さらに、位置センサ23の設置数によっては、燃料電池セルの積層面内における局所的な湾曲や凹凸の発生、その湾曲や凹凸の度合い等を把握し易くなる利点がある。なお、位置センサ23による変位測定から判定・検知されるこれらの項目は、燃料電池セルの形状変化に起因する幾何学的配置の変化の一つである。   In addition, when a plurality of position sensors 23 are provided, it is possible to determine the inclination direction of the fuel cell, and it is easy to specify the uneven distribution site in the stacking surface of the fuel cell. Further, depending on the number of position sensors 23 installed, there is an advantage that it becomes easy to grasp the occurrence of a local curve or unevenness in the stacked surface of the fuel cells, the degree of the curve or unevenness, and the like. It should be noted that these items determined and detected from the displacement measurement by the position sensor 23 are one of the changes in the geometric arrangement caused by the change in the shape of the fuel cell.

図6は、本発明による燃料電池システムの好適な他の実施形態を模式的に示す平面図である。燃料電池システム2は、位置センサ23,23の代わりに、隔壁14におけるエンドプレート12と板状部材21との間の部位に位置センサ43,43(変位検出部)が設置され、その各々に対向するように、台座15と隔壁14との間にゲージ41が設けられたこと以外は、図1に示す燃料電池システム1と同様に構成されたものである。また、位置センサ43,43は演算制御部30に接続されている。さらに、ゲージ41は、燃料電池スタック13のセル積層方向において、位置センサ43のエンドプレート12に対する位置を測量するための基準とされる。   FIG. 6 is a plan view schematically showing another preferred embodiment of the fuel cell system according to the present invention. In the fuel cell system 2, position sensors 43 and 43 (displacement detection units) are installed at portions of the partition wall 14 between the end plate 12 and the plate-like member 21 instead of the position sensors 23 and 23, and face each of them. As described above, the fuel cell system 1 is configured in the same manner as the fuel cell system 1 shown in FIG. 1 except that a gauge 41 is provided between the base 15 and the partition wall 14. Further, the position sensors 43 and 43 are connected to the calculation control unit 30. Further, the gauge 41 is used as a reference for measuring the position of the position sensor 43 relative to the end plate 12 in the cell stacking direction of the fuel cell stack 13.

このように構成された燃料電池システム2によっても、位置センサ43で測定された位置検知信号から燃料電池スタック13の変位Dが算出され、その変位Dに基づいて、上述したのと同様にして、その時点での燃料電池スタック13の締結度合いの判定、燃料電池セル及び燃料電池スタック13の性能低下状態の判定、及びそれらの経時的な監視、並びに、不都合な状況が生じるか否かといった予測を実現できる。また、各燃料電池スタック13に対して位置センサ43を複数設置することにより、各位置センサ43からの出力に基づいて算出された各変位D間の差異を求め、燃料電池セルの幾何学的配置の変化の判定、及び、その経時的な監視、並びに、それらの結果に基づく例えばガス漏出の発生予測及び事前防止が可能となる。   Also in the fuel cell system 2 configured in this way, the displacement D of the fuel cell stack 13 is calculated from the position detection signal measured by the position sensor 43, and based on the displacement D, the same as described above, Determination of the degree of fastening of the fuel cell stack 13 at that time, determination of the performance degradation state of the fuel cell and the fuel cell stack 13, and monitoring of those over time, and prediction of whether an unfavorable situation will occur realizable. Further, by installing a plurality of position sensors 43 for each fuel cell stack 13, the difference between the displacements D calculated based on the output from each position sensor 43 is obtained, and the geometrical arrangement of the fuel cells. It is possible to determine the change of the gas and monitor it over time, and predict and prevent the occurrence of, for example, a gas leak based on the results.

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない限度において様々な変形が可能である。例えば、位置センサ23,43を締結部20の板状部材21に対向して設置し、板状部材21に対する位置センサ23,43の相対的な位置を検出し、その経時的な変化から燃料電池スタック13の変位Dを算出するようにしてもよい。また、燃料電池システム1,2において、位置センサ23,43と荷重センサとを併用し、荷重センサからの荷重測定値を演算制御部30においてデータ処理しても構わない。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various deformation | transformation is possible in the limit which does not change the summary. For example, the position sensors 23 and 43 are installed facing the plate-like member 21 of the fastening portion 20, the relative positions of the position sensors 23 and 43 with respect to the plate-like member 21 are detected, and the fuel cell is determined from the change over time. The displacement D of the stack 13 may be calculated. Further, in the fuel cell systems 1 and 2, the position sensors 23 and 43 and the load sensor may be used together, and the load control value from the load sensor may be subjected to data processing in the arithmetic control unit 30.

本発明による燃料電池システムによれば、締結部からの継続的な荷重印加によって引き起こされる燃料電池スタックの変位を測定し、その結果に基づいて、MEA、燃料電池セル、及び燃料電池スタックに対する種々の判定及び状態監視が可能となり、不具合の発生を事前に予測且つ防止できる。よって、燃料電池自動車、燃料電池発電設備等の燃料電池システムを備える機器、動機、設備等に広く利用することができる。   According to the fuel cell system of the present invention, the displacement of the fuel cell stack caused by the continuous load application from the fastening portion is measured, and based on the result, various fuel cell stacks and various fuel cell stacks are measured. Judgment and status monitoring are possible, and occurrence of defects can be predicted and prevented in advance. Therefore, it can be widely used for equipment, motives, facilities, and the like that are equipped with a fuel cell system such as a fuel cell vehicle and a fuel cell power generation facility.

本発明による燃料電池システムの好適な一実施形態を模式的に示す平面図 である。1 is a plan view schematically showing a preferred embodiment of a fuel cell system according to the present invention. 図2(A)〜(E)は、それぞれ図1におけるII−II線に沿う断面の要部 を示す図である。2 (A) to 2 (E) are views showing the main part of the cross section taken along line II-II in FIG. 1, respectively. 燃料電池スタック13が締結されている状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state by which the fuel cell stack 13 is fastened. 燃料電池スタック13の変位と位置センサ13の測定信号値との関係の一 例を示すグラフである。6 is a graph showing an example of the relationship between the displacement of the fuel cell stack 13 and the measurement signal value of the position sensor 13. 燃料電池スタック13の変位とMEAのダメージとの関係を模式的に示す グラフである。6 is a graph schematically showing the relationship between the displacement of the fuel cell stack 13 and the MEA damage. 本発明による燃料電池システムの好適な他の実施形態を模式的に示す平面 図である。FIG. 5 is a plan view schematically showing another preferred embodiment of the fuel cell system according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1,2…燃料電池システム、10…燃料電池、11,12…エンドプレート、12a…外側面、13…燃料電池スタック、14…隔壁、15…台座、20…締結部、21…板状部材、22…ばねユニット、23,43…位置センサ(変位検出部)、30…演算制御部、41…ゲージ、D…変位。


DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 ... Fuel cell system, 10 ... Fuel cell, 11, 12 ... End plate, 12a ... Outer side surface, 13 ... Fuel cell stack, 14 ... Partition, 15 ... Base, 20 ... Fastening part, 21 ... Plate-shaped member, 22 ... Spring unit, 23, 43 ... Position sensor (displacement detection unit), 30 ... Calculation control unit, 41 ... Gauge, D ... Displacement.


Claims (9)

複数の燃料電池セルが積層されて成る燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックに所定の荷重を印加して該燃料電池スタックを締結する締結部と、
前記燃料電池スタックの積層方向における変位を検出する変位検出部と、
前記検出された変位に基づいて、前記燃料電池スタックの締結度合いを判定する演算制御部と、
を備える燃料電池システム。
A fuel cell stack formed by stacking a plurality of fuel cells, and
A fastening portion that fastens the fuel cell stack by applying a predetermined load to the fuel cell stack;
A displacement detector for detecting displacement in the stacking direction of the fuel cell stack;
An arithmetic control unit that determines the degree of fastening of the fuel cell stack based on the detected displacement;
A fuel cell system comprising:
複数の燃料電池セルが積層されて成る燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックに所定の荷重を印加して該燃料電池スタックを締結する締結部と、
前記燃料電池スタックの積層方向における変位を検出する変位検出部と、
前記検出された変位に基づいて、前記燃料電池セル及び/又は前記燃料電池スタックの性能低下状態を判定する演算制御部と、
を備える燃料電池システム。
A fuel cell stack formed by stacking a plurality of fuel cells, and
A fastening portion that fastens the fuel cell stack by applying a predetermined load to the fuel cell stack;
A displacement detector for detecting displacement in the stacking direction of the fuel cell stack;
An arithmetic control unit for determining a performance degradation state of the fuel cell and / or the fuel cell stack based on the detected displacement;
A fuel cell system comprising:
複数の燃料電池セルが積層されて成る燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックに所定の荷重を印加して該燃料電池スタックを締結する締結部と、
前記燃料電池スタックの積層方向における変位を異なる複数の部位で検出する変位検出部と、
前記異なる複数の部位で測定された変位の差異に基づいて、前記燃料電池セルの幾何学的配置の変化を判定する演算制御部と、
を備える燃料電池システム。
A fuel cell stack formed by stacking a plurality of fuel cells, and
A fastening portion that fastens the fuel cell stack by applying a predetermined load to the fuel cell stack;
A displacement detector that detects displacement in the stacking direction of the fuel cell stack at a plurality of different locations;
An arithmetic control unit that determines a change in the geometric arrangement of the fuel cells based on a difference in displacement measured at the plurality of different parts;
A fuel cell system comprising:
前記変位検出部は前記燃料電池スタック及び/又は前記締結部に設けられた少なくとも一つの位置センサを有するものである、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
The displacement detection unit has at least one position sensor provided in the fuel cell stack and / or the fastening unit.
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 3.
前記演算制御部は、前記燃料電池スタックの初期の締結荷重が緩み始める位置を判定するものである、請求項1記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to claim 1, wherein the arithmetic control unit determines a position where an initial fastening load of the fuel cell stack starts to loosen. 前記演算制御部は、前記燃料電池セルの水平度合いを判定又は検知するものである、
請求項1又は3に記載の燃料電池システム。
The arithmetic control unit determines or detects the level of the fuel cell.
The fuel cell system according to claim 1 or 3.
前記演算制御部は、予め取得された前記燃料電池スタックの積層方向における変位と該燃料電池スタックの締結度合いとの関係と、前記検出された変位とに基づいて、前記判定を行うものである、
請求項1記載の燃料電池システム。
The arithmetic control unit performs the determination based on the relationship between the displacement in the stacking direction of the fuel cell stack acquired in advance and the fastening degree of the fuel cell stack, and the detected displacement.
The fuel cell system according to claim 1.
前記演算制御部は、予め取得された前記燃料電池スタックの積層方向における変位と前記燃料電池セル及び/又は該燃料電池スタックの性能低下状態との関係と、前記検出された変位とに基づいて、前記判定を行うものである、
請求項2記載の燃料電池システム。
The arithmetic control unit is based on the relationship between the displacement in the stacking direction of the fuel cell stack acquired in advance and the performance deterioration state of the fuel cell and / or the fuel cell stack, and the detected displacement. The determination is performed.
The fuel cell system according to claim 2.
前記燃料電池スタックが固体高分子型燃料電池を構成するものであり、
前記演算制御部は、前記性能低下状態として、前記燃料電池セルに備わるMEAの劣化又は損傷を判定するものである、
請求項2記載に燃料電池システム。


The fuel cell stack constitutes a polymer electrolyte fuel cell;
The arithmetic control unit determines deterioration or damage of MEA provided in the fuel cell as the performance degradation state.
The fuel cell system according to claim 2.


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