JP2006179433A - 燃料電池 - Google Patents

Abstract

【課題】 ショートによる異常なセルを簡単な構成で認定する。
【解決手段】 燃料電池セルの各セパレータ１７、１８に、燃料電池スタック１２から突出する突起部１９、２０を設け、この突起部に温度により変色する温度変色部材２１を塗布する。ショートによってセルが発熱しセパレータの温度が上昇している状態を色の変化から目視により認定することができる。
そして燃料電池スタックが収納されている筐体１１に、温度変色部材２１変色状態を確認するためののぞき窓２５を形成することで、外部から目視による観察が可能になる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、燃料電池に係り、故障しているセルの検出に関する。

燃料電池は、燃料電極と酸化剤電極とで電解質膜を挟持して構成された複数のセルとセパレータとを交互に積層配置されている。
この燃料電池では、セル電圧を測定して各セルがショートしていないか等の検出をする。このセル電圧の測定は、その燃料電池の、性能確認や異常発見をする上で重要な役割を果たしている。
例えば、特許文献１や特許文献２では、セル電圧をセパレータ間の電圧から測定するが、電圧検出用の端子と燃料電池のセパレータとの接続状態を確保するための提案がなされている。

特開２００３−８６２１９ 特開２００３−８６２０５

しかし、燃料電池自動車など燃料電池が高出力の場合、セル数は１００以上と多くなり全セルを測定するには測定機構の複雑化、ＬＳＩなど測定電子機器の大型化および消費電力増大が避けられない。例えば、４００セルスタックにおいて４セルごと測定すると１００単位の測定機構が必要となる。
また、数セルおきに測定機構を設け、電圧を測定し性能、異常がないか測定することも可能であるが、測定できるのは数セルまとめた電圧であり、異常が発生した場合セルの特定および原因の特定が困難である。

そこで、本発明は、ショートによる異常なセルを簡単な構成で認定することが可能な燃料電池を提供することを第１の目的とする。
また、本発明は、ショート及びフラッディングによる異常なセルを簡単な構成で認定することが可能な燃料電池を提供することを第２の目的とする。

（１）請求項１記載の発明では、燃料電極と酸化剤電極とで電解質膜を挟持して構成された複数のセルとセパレータとを交互に積層配置した燃料電池スタックを備えた積層型燃料電池であって、前記各セパレータ、又は所定間隔毎のセパレータに、温度変化に対応して変色する温度変色部材を配置することにより、前記第１の目的を達成する。
（２）請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の燃料電池において、前記燃料電池スタックを収容する筐体を備え、前記筐体には、前記温度変色部材の確認用ののぞき窓が形成されている、ことを特徴とする。
（３）請求項３に記載の発明では、燃料電極と酸化剤電極とで電解質膜を挟持して構成された複数のセルとセパレータとを交互に積層配置した燃料電池スタックを備えた積層型燃料電池であって、電圧に応じて変色する変色部材と、前記各セルの両側に配置されたセパレータ間の電圧を前記変色部材に印加する印加手段と、を具備させて前記第２の目的を達成する。
（４）請求項４に記載の発明では、燃料電極と酸化剤電極とで電解質膜を挟持して構成された複数のセルとセパレータとを交互に積層配置した燃料電池スタックを備えた積層型燃料電池であって、前記セルの両側に配置されたセパレータを抵抗を介して接続する接続手段と、該抵抗に塗布され、又は近接して配置された、温度変化に対応して変色する変色部材と、を具備させて前記第２の目的を達成する。
（５）請求項５に記載の発明では、請求項３又は請求項４に記載の燃料電池において、前記燃料電池スタックを収容する筐体を備え、前記変色部材は、前記筐体の外部に配置されることを特徴とする。

請求項１及び請求項２に記載した発明によれば、各セパレータ、又は所定間隔毎のセパレータに、温度変化に対応して変色する温度変色部材を配置したので、ショートにより発熱したセルを、そのセルに対応した温度変色部材の変色状態から容易に認定することができる。
請求項３及び請求項５に記載した発明によれば、電圧に応じて変色する変色部材にセパレータ間の電圧を印加することで、変色部材の変色状態から、ショート又はフラッディングにより異常なセルを容易に認定することができる。
請求項４及び請求項５に記載した発明によれば、セルの両側に配置されたセパレータを抵抗を介して接続し、温度変化に対応して変色する変色部材を、抵抗に塗布又は近接して配置したので、変色部材の変色状態から、ショート又はフラッディングにより異常なセルを容易に認定することができる。

以下、本発明の燃料電池における好適な実施の形態について、図１から図４を参照して詳細に説明する。
（１）実施形態の概要
第１実施形態では、燃料電池セルの各セパレータに、燃料電池スタックから突出する突起部を設け、この突起部に温度により変色する温度変色部材を塗布する。
これにより、ショートによってセルが発熱しセパレータの温度が上昇している状態を色の変化から目視により認定することができる。
そして燃料電池スタックが収納されている筐体に、温度変色部材が塗布された各突起部の変色状態を確認するためののぞき窓を形成することで、外部から目視による観察を可能になる。

この温度変色部材としては、現在の温度に対応して変色する可逆性の温度変色部材でもよく、到達した最高温度に対応する色に変色しその後の温度低下によっては色が戻らない不可逆性の温度変色部材の何れを塗布することも可能である。
不可逆性の温度変色部材を使用した場合には、燃料電池セルの異常による電圧異常が塗料の色の変化として残るため、燃料電池の駆動を停止した状態においてもセルの故障箇所を認定することができる。

第２の実施形態では、燃料電池セルの各セパレータに、燃料電池スタックから突出する突起部を設け、各突起部間の電圧を、電圧の変化に対応して変色する電圧変色部材に抵抗を介して印加する。
ショートしているセル及びフラッディングが発生している異常状態にあるセルは電圧が低いことから、該セルの両端のセパレータ間に接続配置された電圧変色部材の色が他の電圧変色部材と異なる色（電圧が低い場合に対応した色）に変化する。
この電圧変色部材の変色状態を確認することで異常状態にあるセルを目視により認定することができる。
そして燃料電池スタックが収納されている筐体の外部に電圧変色部材を配置することで、外部から目視による観察が可能になる。

第３の実施形態では、燃料電池セルの各セパレータに、燃料電池スタックから突出する突起部を設け、各突起部を抵抗を介して接続する。
そして、各抵抗に温度の変化に対応して変色する温度変色部材を塗布する。または、温度変色部材を塗布した塗布片を各抵抗に接触配置又は近接配置するようにしてもよい。
この温度変色部材としては、第１実施形態と同様に、可逆性、不可逆性の温度変色部材の何れを塗布することも可能である。
可逆性の温度変色部材を塗布した場合には、ショートにより高温状態になったセルの検出の他、通常状態からフラッディングにより低温状態となったセルの検出も行うことが可能になる。
また、色変化部材を塗布等した抵抗を筐体の外部に配置することで、外部から容易に目視による観察が可能になる。

（２）実施形態の詳細
図１は、第１実施形態における燃料電池の構成を表したものである。
この図１に示されるように、第１実施形態の燃料電池は、燃料電池の筐体１１内に燃料電池スタック１２が収納されている。
本実施形態において筐体１１は金属で形成されているが、樹脂製等のその他の材料で形成することも可能である。

燃料電池スタック１２は、セル１６（…ｌ、ｍ、ｎ…）とセパレータ１７（…ｌ、ｍ、ｎ…）、１８（…ｌ、ｍ、ｎ…）とが交互に積層配置されている。
なお、以下の説明では、特定のセル及びセパレータを示す場合には添え字（…ｌ、ｍ、ｎ…）を付し、全体を示す場合には添え字なしで説明する。他の部材についても同様に表記、説明するものとする。

各セル１６は、燃料電極（水素極）１３と、酸化剤電極（空気極）１４とで高分子膜（電解室膜）１５を挟持して構成されている。
なお、高分子膜１５と燃料電極１３との間、及び高分子膜１５と酸化剤電極１４との間には、図示しない触媒層を配置するようにしてもよい。

本実施形態では、隣合うセル１６とセル１６間にはセパレータ１７とセパレータ１８が配置されている。
燃料電極１３側のセパレータ１７は、燃料電極１３側の面に燃料を供給する流路が形成されており、酸化剤電極１４側のセパレータ１８は、酸化剤電極１４側の面に空気等の酸化剤供給する流路が形成されている。

本実施形態では、１つのセル１６とセパレータ１７、１８で１ユニットを構成しているため、異常と認定されたセル１６を含むユニット単位での交換が容易になる。
なお、隣り合うセル１６、１６間に配置するセパレータ１７としては、後述する第２実施形態、第３実施形態の場合を含め、１枚を配置するようにし、該セパレータ１７の燃料電極１３側の面に燃料供給用の流路、酸化剤電極１４側の面に酸化剤供給用の流路を形成するようにしてもよい。

各セパレータ１７、１８には、燃料電池スタック１２から突出する突起部１９、２０が設けられており、該突起部１９、２０の表面には、温度により変色する温度変色部材２１が塗布されている。
温度変色部材２１としては、例えば、朝日物産株式会社のサーマックス（THERMAX：商品名）を使用することができる。
このサーマックスを突起部１９、２０に塗布し、又はサーマックスが塗布されたラベルを突起部１９、２０に貼付する。

サーマックスは、温度が上昇することにより変性し、元には戻らなくなる不可逆性塗料の１種である。
燃料電池の最高負荷時において、正常に作動しているセルの温度をＴ２、ショートしたセルが発熱で達し得る最高温度をＴ３とした場合、サーマックスの変性により変色する変性温度Ｔ１は、Ｔ２＜Ｔ１≦Ｔ３であればよく、この温度範囲内で任意に設定可能である。
本実施形態では、変性温度Ｔ１＝（Ｔ２＋Ｔ１）／２であるサーマックスが使用される。
なお、セルが問題となる程度にショートした状態での発熱温度をサーマックスの変性温度Ｔ１としてもよい。

次に、このように構成された第１実施形態の燃料電池においてショートによる異常が発生したセル１６の状態及び温度変色部材２１の状態について説明する。
図１（ａ）では、３つのセル１６ｌ、ｍ、ｎが表示されており、その内の中央のセル１６ｍがショートしている状態を表している。
この状態で燃料電池を駆動すると、燃料電極１３ｍから酸化剤電極１４ｍ方向にショート箇所から大電流が集中的に流れるため、ショート箇所で発熱する。
このショートしたセル１６ｍの発熱が、その両側に設置されたセパレータ１７ｍ、１８ｍから伝達し、突出部１９ｍ、２０ｍに塗布された温度変色部材２１が変色する。

図１（ａ）では、正常なセル１６ｌ、１６ｎの両側に設置されたセパレータ１７ｌ、１８ｌ、１７ｎ、１８ｎは変色していないのに対して、ショートしたセル１６ｍの両側に設置されたセパレータ１７ｍ、１８ｍが変色している。
この状態をのぞき窓２５（図１（ｂ））から目視により確認することで、ショートしたセル１６ｍの存在を発見することができる。

なお、ショートにより発熱したセル１６ｍの熱は、その両側に配置されたセパレータ１７ｍ、１８ｍだけでなく、さらにその両側に存在するセパレータ１８ｌ、１７ｎにも伝達して、セル１６ｌ及びセル１６ｎに対応する突起部２０ｌ、１９ｎも変色する可能性がある。
しかし、突起部１９ｌや突起部２０ｎにまで伝達することはない。
従って、変色した２つの温度変色部材２１（１９と２０）に挟持されているセル１６がショートしていると認定することができる。

図２は、このように構成された燃料電池の車両への配置箇所を例示したものである。
燃料電池は車両３１の、車両前方のボンネット内、床下、車両後方のトランク内（又はトランク下）等の各所に配置することが可能である。
例えば、図２に示されるように、燃料電池を車両３１のボンネット内の収納場所３２に配置した場合には、ボンネットを開けることでのぞき窓２５からショートしているセル１６を確認することができる。

また、燃料電池を車両３１の運転席、助手席、又は後部座席の下部の収納場所３３に配置した場合には、燃料電池を設置した床部分の、のぞき窓２５に対応する位置に開閉扉を配置する。この開閉扉を開いてのぞき窓２５からショートしているセル１６を確認することができる。なお、床をのぞき窓２５と兼用するようにしてもよい。

なお、後述する第２実施形態及び第３実施形態の燃料電池も、第１実施形態の燃料電池と同様に、車両３１のボンネット内、床下、トランク内、トランク下の各所に配置することが可能である。
床下に配置した場合、第２実施形態、第３実施形態の燃料電池の筐体１１にはのぞき窓２５が存在しないため、床下とのぞき窓２５を兼用することはできないので、開閉扉を配置することになる。

次に本発明の第２実施形態について説明する。
図３は、第２実施形態における燃料電池の構成を表したものである。
この図３において、第１実施形態の燃料電池と同一の構成部分については、同一の符号を付している。

図３（ａ）に示されるように、第２実施形態の燃料電池では、各セル１６（…ｌ、ｍ、ｎ…）に対応して、印加電圧（電位差）に応じて変色する電圧変色部材４１（…ｌ、ｍ、ｎ…）と抵抗４２（…ｌ、ｍ、ｎ…）が直列に接続配置されている。
抵抗４２は、１００Ω〜１ＭΩの範囲で適宜選択される。

直列接続された抵抗４２と電圧変色部材４１の両端には、対応するセル１６の両側に配置されたセパレータ１７、１８の突起部１９、２０が接続線４３で接続されている。
これにより、各電圧変色部材４１には、対応するセル１６の電圧が接続線４２を介して印加されることになる。

各電圧変色部材４１は、図３（ｂ）に示されるように、筐体１１の外部に配置されており、筐体１１の外部から目視により電圧変色部材４１の変色状態を確認することができる。
図３（ａ）、（ｂ）に示した図は、原理を説明するためのもので、実際には、図３（ｃ）に示されるように、セル１６と同数の電圧変色部材４１が同一面に配置された電圧変色パネル４５が筐体１１の外部に配置されるようになっている。
電圧変色パネル４５には、配置された電圧変色部材４１に対応した番号１〜ｎが記載されいる。この番号１〜ｎは、セル１６の左側から数えた場合の番号である。

なお、各セル１６又はセパレータ１７、１８のいずれか一方又は双方に対応する１〜ｎの番号を明記するようにしてもよい。これにより、交換すべきセル１６を容易に特定することが可能になる。
また、図３（ｃ）に示した電圧変色パネル４５は、直線上に各電圧変換部材４１が配置されているが、番号１〜ｎで特定されているので直線状に配置する必要ななく、複数列に配置するようにしてもよい。

電圧変色パネルには、ｎ＋１個の接続端子（図示しない）が配置されている。
各電圧変色部材４１は、図３で原理的に示されているように、直列に接続されており、隣り合う電圧変色部材４１間の各接続線に１の接続端子が接続されている。また、両端の接続端子には、両端の電圧変色部材４１が接続されている。

１〜ｎに対応する電圧変色部材４１の両端に接続された各接続端子は、各番号１〜ｎに対応するセル１６の両側に配置されたセパレータ１７、１８の突起部１９、２０に接続される。
これにより、各セル１６の電圧（セパレータ１９、２０間の電位差）を対応する番号の電圧変色部材４１に印加することができる。

ここで、電圧変色部材４１としては、例えば、オプトレックス株式会社のＳＲＣ液晶モジュール（商品名）を使用することが可能である。
電圧変色部材４１は、印加する電圧によりＲ、Ｇ、Ｂの各液晶分子の傾きが変化し、その結果、副屈折性が変わり、電圧に応じた色が変化するようになる。
例えば、例示したＳＲＣ液晶モジュールの場合であれば、電圧が低い場合に白く表示され、電圧が高くなるに従って、オレンジ、青、緑と変化する特性を有している。

なお、電圧変色部材４１として、ほかに発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用するようにしてもよい。
この場合、消灯している発行ダイオードに対応するセル１６がフラッディング状態及びショート状態にあると認定できる。

次に、このように構成された第２実施形態の燃料電池において、ショート及びフラッディングによる異常が発生したセル１６の状態及び電圧変色部材４１の状態について説明する。
図３（ａ）では、表示された３つのセル１６ｌ、ｍ、ｎの内の中央のセル１６ｍがショート状態又はフラッディング状態であるものとする。
この状態で燃料電池を駆動した場合、フラッディング状態又はショート状態にあるセル１６ｍの電圧は、正常なセル１６ｌ、ｎよりも電圧が低くなる。
このため、フラッディング状態、ショート状態にあるセル１６ｍに対応する電圧変色部材４１は、正常状態にあるセル１６ｌ、ｎに対応する電圧変色部材４１と異なる色（電圧が低い場合の色）に変色する。

従って、燃料電池を駆動させた状態で、筐体１１の外部に配置された電圧変色パネル４５を外部から目視により低電圧側に変色している電圧変色部材４１を確認することで、その番号に対応するセル１６ｍがフラッディング状態又はショート状態にあることを確認することができる。

次に本発明の第３実施形態について説明する。
図４は、第３実施形態における燃料電池の構成を表したものである。
この図４において、第１実施形態の燃料電池と同一の構成部分については、同一の符号を付している。

図４（ａ）に示されるように、第３実施形態の燃料電池では、各セル１６間に配置されたセパレータ１７（１８）の突起部１９（２０）間を、抵抗５１を介して配線５２で接続している。
そして、可逆性の温度変色部材が塗布された温度変色プレート５３が、各抵抗５１に接触配置され、又は、抵抗５１の近傍に配置されている。
なお、可逆性の温度変色部材を抵抗５１に直接塗布するようにしてもよい。また、予め温度変色部材が塗布された抵抗５１を使用するようにしてもよい。

各抵抗５１及び各温度変色プレート５３は、筐体１１の外部に配置されるようになっている。
なお、第２実施形態と同様に、抵抗５１と可逆性の温度変色プレート５３の組がセル１６に対応した数だけ配置された温度変色パネルを筐体１１の外部に配置するようにしてもよい。この場合、各抵抗５１は直列に接続され、その表面に温度変色部材が塗布され、又は温度変色プレート５３が接触配置又は近接配置される。
そして、ｎ＋１個の接続端子が配置され、各抵抗５１間の配線ｎ−１箇所及び両端の抵抗５１の端部２箇所が接続端子に接続される。

第３実施形態の燃料電池では、筐体１１外部に配置された各温度変色プレート５３、又は温度変色部材を塗布した抵抗５１に、図３（ｃ）で説明したのと同様に、セル１６に対応する番号１〜ｎが付記される。セル１６にも同様に１〜ｎの番号が付記される。
さらに、上述した温度変色パネルを使用した場合も同様に、温度変色プレート５３（塗布した抵抗５１）及びセル１６に１〜ｎの番号を付記する。

抵抗としては、使用する温度変色部材の温度変色特性と、異常状態にあるセル１６から流れる電流値によって適切な値が選択されるが、例えば、１００ｍΩ〜１Ωの間で適宜選択される。

本実施形態において使用される温度変色部材としては、例えば、温度で色の変わるコレステリック液晶を複数種類混合して所望の温度ごとに異なる色で発色するようにした感温液晶（感温物質）が使用される。
具体的には、（株）日本カプセルプロダクツの、温度で色の変わる液晶をマイクロカプセル化した感温液晶（抵抗５１に塗布する場合）や、これを紙やフィルム等のプレートに印刷した印刷物（温度変色プレート５３を使用する場合）が使用されるが、他の温度変色部材を使用するようにしてもよい。

次に、このように構成された第３実施形態の燃料電池において、ショート及びフラッディングによる異常が発生したセル１６の状態及び電圧変色部材４１の状態について説明する。
図４（ａ）では、表示された３つのセル１６ｌ、ｍ、ｎの内の中央のセル１６ｍがショート状態又はフラッディング状態であるものとする。

この状態において燃料電池を駆動すると、セル１６ｍがフラッディング状態である場合には、対応する抵抗５１ｍに流れる電流が正常時よりも小さくなる。
従って、フラッディング状態にあるセル１６ｍに対応する抵抗５１ｍの温度（発熱量）が他より低くなり、温度変色プレート５３ｍの色も低温側に変色する。

一方、セル１６ｍがショート状態である場合には、対応する抵抗器５１に流れる電流が正常時よりも小さくなる。
従って、抵抗５１ｍでの温度も正常なセル１６ｌ、ｎよりも低くなり、温度変色プレート５３の色は低温側に変色する。

フラッディング状態と、ショート状態において、セル１６ｍに流れる電流が変化する現象については、以下のように推測される。

すなわち、異常なセル１６ｍがフラッディング状態にある場合には、燃料電極１７ｍ、又は酸化剤電極１８ｍの触媒上での反応が起こっていないので、セル１６の電圧は正常なセルに比べて低くなる。
このため、フラッディング状態にあるセル１６ｍに対応する抵抗５１ｍに流れる電流Ｔ２は、正常状態にあるセル１６ｌ、ｎい対応する抵抗５１ｌ、ｎを流れる電流Ｔ１よりも小さくなる。
抵抗５１ｍ、５１ｌ、５１ｎを流れる電流Ｉ２、Ｉ１は、図４（ｃ）に示されるように、いずれもセパレータ１８ｍからセパレータ１７ｍ方向である。

一方、燃料電池の駆動中において、異常なセル１６がショート状態にある場合には、ショートを起こしたセル１６ｍと抵抗５１ｍとで正常な他のセル１６を電源とする回路が形成されると推定される。
そして、セル１６ｍ以外の正常なセルを電源として、セパレータ１７ｍからセパレータ１８ｍ方向の電流が、セル１６ｍのショート箇所と抵抗５１ｍに流れる。
この電流は、セル１６ｍのショート箇所を流れる電流が大きいため、抵抗５１ｍに流れる電流Ｉ３が正常時の電流Ｉ１よりも小さくなると考えられる。

例えば、温度変色部材の色変化特性として、温度が低温で赤、高温で緑に変化し、正常状態にあるセルの温度に対応して緑色になるものを使用する。
この場合、フラッディング状態及びショート状態にあるセル１６に対応する温度変色プレート５３は赤くなり、ショート状態にあるセル１６に対応する温度変色プレート５３は青く変色することになる。

このように、本実施形態によれば、温度変色プレートの色から、フラッディング状態にあるセル１６とショート状態にあるセル１６とを特定することが可能になる。

以上説明したように各実施形態によれば、ＬＳＩなどの電子部品、電気回路を特別に配置することなく、目視によりセル異常を発見することができる。

以上、本発明の燃料電池における各実施形態について説明したが、本発明は説明した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲において各種の変形を行うことが可能である。
例えば、説明した第１実施形態では、突起部１９、２０に変性温度Ｔ１＝（Ｔ２＋Ｔ３）／２である非可逆性の温度変色部材を塗布等する場合について説明したが、異なる変性温度（Ｔ１ａ、Ｔ１ｂ、…）の温度変色部材を突起部１９に塗布等するようにしてもよい。
この場合、温度変色部材の変性温度は、Ｔ２＜Ｔ１ａ＜Ｔ１ｂ＜…＜Ｔ３である。
これにより、セル１６内でのショート量が小さければ、変性温度の低い温度だけが変性し、ショート量が多ければ、変性温度が低いものから高いサーマックスまで変性する。すなわち、ショート量の多さに応じて変性している面積も大きくなることで、ショートの程度を認識することができる。

また、第１実施形態で、不可逆性の温度変色部材を使用し、第３実施形態で可逆性の温度変色部材を使用する場合について説明したが、その逆でもよい。
すなわち、第１実施形態の燃料電池に可逆性の温度変色部材を使用し、第２実施形態の燃料電池に不可逆性の温度変色部材を使用するようにしてもよい。

第２実施形態及び第３実施形態では、筐体１１の外部に、電圧変色部材４１（第２実施形態）、抵抗５１と温度変色部材５３（第３実施形態）を配置する場合について説明したが、筐体１１の内部に収容するようにしてもよい。
この場合、電圧変色部材４１及び、温度変色部材５３の変色状態を観察するために、第１実施形態と同様にのぞき窓２５を配設する。

そして、第２実施形態、第３実施形態において、電圧変色部材４１及び、温度変色部材５３を各突起部１９、２０間に配置する場合には、変色箇所と連結された突起部１９、２０のセパレータ１７、１８に挟まれたセル１６を異常なセルとして特定することができる。従って、各電圧変色部材４１、各温度変色部材に、及びセル１６に、対応した番号１〜ｎを付す必要がない。
ただし、第２実施形態において図３（ｃ）に例示したように、電圧変色パネル４５を使用する場合には、のぞき窓２５とともに、番号１〜ｎが必要になる。
第３実施形態において抵抗５１と温度変色部材５３が配置された温度変色パネルを使用した場合も同様にのぞき窓２５と、番号１〜ｎが必要になる。

また、説明した各実施形態では、電解質として高分子膜を使用するＰＥＦＣ型の燃料電池を例に説明したが、これに限らず、他の形式の燃料電池に適用することも可能である。
例えば、電解質としてリン酸を使用するリン酸型燃料電池（ＰＡＦＣ）、炭酸塩を使用する溶融炭酸塩型燃料電池（ＭＣＦＣ）、安定化ジルコニアを使用する固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）のいずれに適用するようにしてもよい。

また、実施形態１及び実施形態３では、温度変色部材を使用したが、温度により変形する温度変形部材を使用するようにしてもよい。
例えば、温度により柔らかくなる棒状又は板状態の温度軟化部材を水平に突起部１９、２０や抵抗５１に取り付ける。そして、突起部１９、２０や抵抗５１が高温になると、温度軟化部材は軟化し、自重により曲がる。
この温度軟化部材の状態（水平状態か曲がっているか）を目視により観察することでショートしたセルを確認することできる。

本発明の第１実施形態における燃料電池の構成図である。 燃料電池の車両への配置箇所を例示した説明図である。 本発明の第２実施形態における燃料電池の構成図である。 本発明の第３実施形態における燃料電池の構成図である。

符号の説明

１１ 筐体
１２ 燃料電池スタック
１３ 燃料電極
１４ 酸化剤電極
１５ 高分子膜
１６ セル
１７ セパレータ
１８ セパレータ
１９ 突起部
２０ 突起部
２１ 温度変色部材（不可逆性）
２５ のぞき窓
４１ 電圧変色部材
４５ 電圧変色パネル
５１ 抵抗
５３ 温度変色プレート（可逆性）

Claims (5)

1. 燃料電極と酸化剤電極とで電解質膜を挟持して構成された複数のセルとセパレータとを交互に積層配置した燃料電池スタックを備えた積層型燃料電池であって、
   前記各セパレータ、又は所定間隔毎のセパレータに、温度変化に対応して変色する温度変色部材を配置したことを特徴とする燃料電池。
   
2. 前記燃料電池スタックを収容する筐体を備え、
   前記筐体には、前記温度変色部材の確認用ののぞき窓が形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。
   
3. 燃料電極と酸化剤電極とで電解質膜を挟持して構成された複数のセルとセパレータとを交互に積層配置した燃料電池スタックを備えた積層型燃料電池であって、
   電圧に応じて変色する変色部材と、
   前記各セルの両側に配置されたセパレータ間の電圧を前記変色部材に印加する印加手段と、
   を具備することを特徴とする燃料電池。
   
4. 燃料電極と酸化剤電極とで電解質膜を挟持して構成された複数のセルとセパレータとを交互に積層配置した燃料電池スタックを備えた積層型燃料電池であって、
   前記セルの両側に配置されたセパレータを抵抗を介して接続する接続手段と、
   該抵抗に塗布され、又は近接して配置された、温度変化に対応して変色する変色部材と、
   を具備することを特徴とする燃料電池。
   
5. 前記燃料電池スタックを収容する筐体を備え、
   前記変色部材は、前記筐体の外部に配置されることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の燃料電池。

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