JP2010176964A - Current measurement device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve current measurement accuracy while suppressing an increase in thickness in the stacking direction of a cell, in a current measurement device for measuring current flowing through the cell when an AC impedance of the cell of a fuel cell is measured. <P>SOLUTION: A current measurement device includes: a current measurement section 101 comprising layered products 100a arranged between cells 10a and formed by stacking a plurality of base boards 110-140, a pair of electrodes 111, 141 arranged on both surfaces of each of the layered products 100a and brought into contact with the cells 10a, and an exciting coil part 121 connecting each of the electrodes 111, 141 and generating a magnetic field by current flowing between each of the electrodes 111, 141; a magnetic field detection means 102 for detecting a variation in the magnetic field generated in the exciting coil part 121; and a current measurement means 51 for measuring current at a portion corresponding to the current measurement section 101 in the cells 10a based on the detected value. The exciting coil part 121 includes spiral wiring patterns 121a, 121b formed on a base board 120 comprising the layered products 100a. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池の内部を流れる電流を測定する電流測定装置に関する。   The present invention relates to a current measuring device that measures a current flowing inside a fuel cell.

従来、特許文献１に、電気エネルギを出力する複数のセルを積層配置して構成された燃料電池に適用されて、この燃料電池の内部を流れる電流を測定する電流測定装置が開示されている。この特許文献１の電流測定装置は、隣合うセルのうち一方のセルに電気的に接触する第１電極、他方のセルに電気的に接触する第２電極、および、第１電極と第２電極とを電気的に接続する板状の抵抗体を有して構成された電流測定部を備えている。   Conventionally, Patent Document 1 discloses a current measuring device that is applied to a fuel cell configured by laminating and arranging a plurality of cells that output electric energy, and measures the current flowing inside the fuel cell. The current measurement device of Patent Document 1 includes a first electrode that is in electrical contact with one of adjacent cells, a second electrode that is in electrical contact with the other cell, and a first electrode and a second electrode. And a current measuring unit configured to have a plate-like resistor that electrically connects the two.

そして、電流測定部の第１電極と抵抗体とを接続する第１接続部および抵抗体と第２電極とを接続する第２接続部間の電位差を電流測定用電圧センサで検出し、検出された電位差を抵抗体の電気抵抗値で除することによって、燃料電池セルを流れる電流を測定している。   Then, the potential difference between the first connection part that connects the first electrode of the current measurement part and the resistor and the second connection part that connects the resistor and the second electrode is detected by the voltage sensor for current measurement. The current flowing through the fuel cell is measured by dividing the measured potential difference by the electric resistance value of the resistor.

さらに、特許文献１の電流測定部では、第１、第２電極および抵抗体を、それぞれ異なるプリント基板に配置して、それぞれのプリント基板を積層体（積層基板）として一体に構成することで、ホールＩＣ等を用いて電流測定部を構成する場合に対して、電流測定装置におけるセルの積層方向の厚み寸法を大幅に低減させている。   Furthermore, in the current measurement unit of Patent Document 1, the first and second electrodes and the resistor are arranged on different printed circuit boards, and each printed circuit board is integrally configured as a laminated body (laminated board). The thickness dimension in the cell stacking direction in the current measuring device is greatly reduced compared to the case where the current measuring unit is configured using a Hall IC or the like.

特開２００７−２８０６４３号公報JP 2007-280643 A

しかしながら、特許文献１に記載の電流測定装置では、セルの積層方向の厚みを低減できるものの、電流測定装置を燃料電池の交流インピーダンスを計測するための電流検出手段として用いる際には、燃料電池に印加する交流電流が高周波になると、交流インピーダンスを正確に計測できないといった問題があった。   However, although the current measuring device described in Patent Document 1 can reduce the thickness of the cells in the stacking direction, when the current measuring device is used as current detection means for measuring the AC impedance of the fuel cell, When the applied alternating current has a high frequency, there is a problem that the alternating current impedance cannot be measured accurately.

そこで、本発明者らがこの原因を調査したところ、高周波電流が電流測定装置内の抵抗体の電流経路を流れると、抵抗体の電流経路に生じる磁束の逆起電力によってインダクタンスが発生し、このインダクタンスの影響によって、抵抗体の抵抗値が変化して正確な電流測定ができなくなることが分かった。   Therefore, when the present inventors investigated the cause, when a high-frequency current flows through the current path of the resistor in the current measuring device, an inductance is generated due to the back electromotive force of the magnetic flux generated in the current path of the resistor. It was found that due to the influence of inductance, the resistance value of the resistor changes and accurate current measurement cannot be performed.

本発明は、上記点に鑑み、燃料電池セルの交流インピーダンスを計測する際に燃料電池セルを流れる電流を測定する電流測定装置において、電流測定装置におけるセルの積層方向の厚み寸法の増大を抑制するとともに、電流測定精度を向上させることを目的とする。   In view of the above points, the present invention suppresses an increase in the thickness dimension in the cell stacking direction of the current measuring device in the current measuring device that measures the current flowing through the fuel cell when measuring the AC impedance of the fuel cell. At the same time, it aims to improve the current measurement accuracy.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、酸化剤ガスと燃料ガスとを電気化学反応させて電気エネルギを出力する複数のセル（１０ａ）を積層配置して構成された燃料電池（１０）に適用され、セル（１０ａ）の交流インピーダンスを計測する際にセル（１０ａ）を流れる電流を測定する電流測定装置であって、隣合うセル（１０ａ）間に配置されて、複数の基板（１１０〜１４０）が積層された積層体（１００ａ）と、積層体（１００ａ）の両板面に配置されて隣合うセル（１０ａ）に電気的に接触する一対の電極（１１１、１４１）、一対の電極（１１１、１４１）を電気的に接続するとともに、一対の電極（１１１、１４１）間を流れる電流によって磁界を発生させる励磁コイル部（１２１）を含んで構成される電流測定部（１０１）と、励磁コイル部（１２１）にて発生した磁界の変化を検出する磁界検出手段（１０２）と、磁界検出手段（１０２）の検出値に基づいて、セル（１０ａ）における電流測定部（１０１）に対応する部位の電流を測定する電流測定手段（５１）とを備え、励磁コイル部（１２１）は、積層体（１０１ａ）を構成する複数の基板（１１０〜１４０）のうち少なくとも１つの基板（１２０）の板面に形成された渦巻き状の配線パターン（１２１ａ、１２１ｂ）にて構成されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a fuel cell constructed by stacking and arranging a plurality of cells (10a) that output an electric energy by electrochemical reaction of an oxidant gas and a fuel gas. (10) is a current measuring device that measures the current flowing through the cell (10a) when measuring the AC impedance of the cell (10a), and is arranged between adjacent cells (10a), A laminate (100a) in which substrates (110-140) are laminated, and a pair of electrodes (111, 141) disposed on both plate surfaces of the laminate (100a) and in electrical contact with adjacent cells (10a) The current measurement is configured to include an exciting coil section (121) that electrically connects the pair of electrodes (111, 141) and generates a magnetic field by a current flowing between the pair of electrodes (111, 141). (101), a magnetic field detecting means (102) for detecting a change in the magnetic field generated in the exciting coil part (121), and a current measuring part in the cell (10a) based on the detected value of the magnetic field detecting means (102) Current measuring means (51) for measuring a current corresponding to (101), and the exciting coil section (121) is at least one of the plurality of substrates (110 to 140) constituting the laminate (101a). It is characterized by comprising a spiral wiring pattern (121a, 121b) formed on the plate surface of one substrate (120).

これによれば、励磁コイル部（１２１）を、積層体（１０１ａ）を構成する基板（１２０）の板面に形成しているので、セル（１０ａ）の積層方向の厚み寸法の増大を抑制することができる。さらに、励磁コイル部（１２１）にて発生した磁界の変化に基づいて燃料電池（１０）内部の電流を測定する構成なので、セル（１０ａ）の交流インピーダンスを計測する際に高周波電流を印加したとしてもインダクタンスの影響を受けずに適切に電流を測定することができる。   According to this, since the exciting coil part (121) is formed in the plate | board surface of the board | substrate (120) which comprises a laminated body (101a), the increase in the thickness dimension of the lamination direction of a cell (10a) is suppressed. be able to. Furthermore, since it is the structure which measures the electric current inside a fuel cell (10) based on the change of the magnetic field which generate | occur | produced in the exciting coil part (121), when measuring the alternating current impedance of a cell (10a), the high frequency current was applied. The current can be measured appropriately without being affected by the inductance.

従って、電流測定装置におけるセル（１０ａ）の積層方向の厚み寸法の増大を抑制するとともに、電流測定精度を向上させることができる。   Therefore, it is possible to suppress an increase in the thickness dimension in the stacking direction of the cell (10a) in the current measuring device and improve the current measurement accuracy.

また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の電流測定装置において、複数の基板（１１０〜１４０）は、それぞれの板面方向が並行となるように配置されており、励磁コイル部（１２１）にて発生した磁界の向きが一対の電極（１１１、１４１）を直交する方向となっていることを特徴とする。   Further, in the invention according to claim 2, in the current measuring device according to claim 1, the plurality of substrates (110 to 140) are arranged so that the plate surface directions thereof are parallel to each other, and the exciting coil The direction of the magnetic field generated in the part (121) is a direction orthogonal to the pair of electrodes (111, 141).

これによれば、励磁コイル（１２１）にて発生する磁束の向きが、各電極（１１１、１４１）にて発生する磁界を直交するので、各電極（１１１、１４１）にて発生する磁界が、磁界検出手段（１０２）の検出値に影響することを防止することができる。なお、励磁コイル（１２１）にて発生する磁束の向きは、基板（１２０）の板面の直交方向となり、各電極（１１１、１４１）にて発生する磁界は、基板（１２０）の板面の並行方向に形成される。   According to this, since the direction of the magnetic flux generated in the exciting coil (121) is orthogonal to the magnetic field generated in each electrode (111, 141), the magnetic field generated in each electrode (111, 141) is It is possible to prevent the detection value of the magnetic field detection means (102) from being affected. The direction of the magnetic flux generated in the exciting coil (121) is orthogonal to the plate surface of the substrate (120), and the magnetic field generated in each electrode (111, 141) is the plate surface of the substrate (120). Formed in parallel direction.

具体的には、請求項３に記載の発明のように、請求項１または２に記載の電流測定装置において、電流測定部（１０１）が、励磁コイル部（１２１）にて発生した磁束が鎖交するとともに、鎖交する磁束の変化に応じて誘導起電圧および誘導電流が生ずる検出コイル部（１３１）を有し、磁界検出手段（１０２）を、励磁コイル部（１２１）にて発生した磁界の変化によって検出コイル部（１３１）に誘起される誘導起電圧又は誘導電流を検出するように構成することができる。   Specifically, as in the invention according to claim 3, in the current measuring device according to claim 1 or 2, the current measuring unit (101) causes the magnetic flux generated in the exciting coil unit (121) to be chained. And a detection coil section (131) in which an induced electromotive voltage and an induced current are generated in accordance with a change in interlinkage magnetic flux, and the magnetic field detection means (102) is a magnetic field generated in the excitation coil section (121). It can be configured to detect an induced electromotive voltage or an induced current induced in the detection coil unit (131) due to the change of the.

また、請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の電流測定装置において、検出コイル部（１３１）は、複数の基板（１１０〜１４０）のうち励磁コイル部（１２１）を構成する配線パターン（１２１ａ、１２１ｂ）が形成された基板（１２０）とは異なる基板（１３０）の板面に形成された渦巻き状の配線パターン（１３１ａ、１３１ｂ）にて構成されていることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the current measuring device according to the third aspect, the detection coil unit (131) is a wiring that constitutes the excitation coil unit (121) of the plurality of substrates (110 to 140). It is characterized by comprising spiral wiring patterns (131a, 131b) formed on the plate surface of the substrate (130) different from the substrate (120) on which the patterns (121a, 121b) are formed.

これによれば、励磁コイル部（１２１）と同様に、検出コイル部（１３１）を、積層体（１００ａ）を構成する基板（１２０）の板面に形成しているので、セル（１０ａ）の積層方向の厚み寸法の増大を効果的に抑制することができる。   According to this, since the detection coil part (131) is formed on the plate surface of the substrate (120) constituting the laminated body (100a), similarly to the excitation coil part (121), the cell (10a) An increase in the thickness dimension in the stacking direction can be effectively suppressed.

また、請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電流測定装置において、励磁コイル部（１２１）を構成する配線パターン（１２１ａ、１２１ｂ）と検出コイル部（１３１）を構成する配線パターン（１３１ａ、１３１ｂ）とは、互いの渦中心部分が複数の基板（１１０〜１４０）の積層方向に対応するように形成されており、励磁コイル部（１２１）を構成する配線パターン（１２１ａ、１２１ｂ）が形成された基板（１２０）には、励磁コイル部（１２１）を構成する渦巻き状の配線パターン（１２１ａ、１２１ｂ）の渦中心部分に強磁性体（１２３）が配置されていることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the current measuring device according to any one of the first to fourth aspects, the wiring pattern (121a, 121b) and the detection coil unit ( 131) and the wiring patterns (131a, 131b) are formed such that the mutual vortex center portions correspond to the stacking direction of the plurality of substrates (110-140), and constitute the exciting coil section (121). On the substrate (120) on which the wiring patterns (121a, 121b) to be formed are formed, the ferromagnetic material (123) is provided at the vortex center portion of the spiral wiring patterns (121a, 121b) constituting the exciting coil section (121). It is arranged.

これによれば、励磁コイル部（１２１）の渦中心部分に強磁性体（１２３）を設けることで、検出コイル部（１３１）を鎖交する磁束の磁束密度を大きくすることができるので、漏れ磁束を低減することができる。その結果、電流測定装置の電流測定精度を向上させることができる。   According to this, since the ferromagnetic material (123) is provided in the vortex center portion of the exciting coil portion (121), the magnetic flux density of the magnetic flux interlinking the detection coil portion (131) can be increased. Magnetic flux can be reduced. As a result, the current measurement accuracy of the current measuring device can be improved.

また、請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の電流測定装置において、検出コイル部（１３１）を構成する配線パターン（１３１ａ、１３１ｂ）が形成された基板（１３０）には、検出コイル部（１３１）を構成する配線パターン（１３１ａ、１３１ｂ）の渦中心部分に強磁性体（１２３）が配置されていることを特徴とする。   In the invention according to claim 6, in the current measuring device according to claim 5, the substrate (130) on which the wiring patterns (131a, 131b) constituting the detection coil portion (131) are formed is detected. A ferromagnetic material (123) is arranged in the vortex center portion of the wiring patterns (131a, 131b) constituting the coil portion (131).

これによれば、励磁コイル部（１２１）にて発生する磁束が検出コイル部（１３１）を鎖交し易くなるため、電流測定装置の電流測定精度を向上させることができる。   According to this, since the magnetic flux generated in the exciting coil part (121) easily links the detection coil part (131), the current measurement accuracy of the current measuring device can be improved.

また、請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の電流測定装置において、検出コイル部（１３１）を構成する配線パターン（１３１ａ、１３１ｂ）を、強磁性体（１２３）の外周縁に沿って形成することで、外部からの磁界の影響を低減することができる。   According to a seventh aspect of the present invention, in the current measuring device according to the sixth aspect, the wiring patterns (131a, 131b) constituting the detection coil section (131) are arranged on the outer peripheral edge of the ferromagnetic body (123). By forming along, the influence of the magnetic field from the outside can be reduced.

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

実施形態に係る燃料電池システムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a fuel cell system according to an embodiment. 実施形態に係る燃料電池の斜視図である。1 is a perspective view of a fuel cell according to an embodiment. 実施形態に係る電流測定部集合板の分解図である。It is an exploded view of the current measurement part assembly board which concerns on embodiment. 実施形態に係る電流測定部の構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the electric current measurement part which concerns on embodiment. 励磁コイル部のコイルパターンの正面図である。It is a front view of the coil pattern of an exciting coil part. 検知コイル部の検出パターンの正面図である。It is a front view of the detection pattern of a detection coil part. 実施形態に係る電流測定部の電流の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of the electric current of the electric current measurement part which concerns on embodiment.

以下、本発明の一実施形態について図１〜図７に基づいて説明する。図１は、本実施形態の電流測定装置１００を適用した燃料電池システムの全体構成図である。この燃料電池システムは、電気自動車の一種である、いわゆる燃料電池車両に適用されており、車両走行用電動モータ等の電気負荷に電力を供給するものである。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a fuel cell system to which a current measuring device 100 of the present embodiment is applied. This fuel cell system is applied to a so-called fuel cell vehicle, which is a kind of electric vehicle, and supplies electric power to an electric load such as an electric motor for vehicle travel.

まず、燃料電池システムは、図１に示すように、水素と酸素との電気化学反応を利用して電力を発生する燃料電池１０を備えている。燃料電池１０は、図示しない車両走行用電動モータ、二次電池、車両用各種補機類等の電気負荷に供給される電気エネルギを出力するもので、本実施形態では、固体高分子電解質型燃料電池を採用している。   First, as shown in FIG. 1, the fuel cell system includes a fuel cell 10 that generates electric power using an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen. The fuel cell 10 outputs electric energy supplied to an electric load such as an electric motor for driving a vehicle (not shown), a secondary battery, and various auxiliary machines for vehicles. In this embodiment, a solid polymer electrolyte fuel The battery is adopted.

より具体的には、燃料電池１０は、基本単位となる燃料電池セル１０ａ（以下、単にセル１０ａと称する。）が複数個、電気的に直列に接続されて構成されたものである。各セル１０ａでは、以下に示すように、水素と酸素とを電気化学反応させて、電気エネルギを出力する。   More specifically, the fuel cell 10 is configured by electrically connecting a plurality of fuel cell cells 10a (hereinafter simply referred to as cells 10a) as basic units. In each cell 10a, as shown below, hydrogen and oxygen are electrochemically reacted to output electric energy.

（負極側）Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ−
（正極側）２Ｈ＋＋１／２Ｏ２＋２ｅ−→Ｈ２Ｏ
この燃料電池１０は、図示しないＤＣ−ＤＣコンバータを介して二次電池に電気的に接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータは、燃料電池１０から二次電池あるいは二次電池から燃料電池１０への電力の流れを制御するもので、電圧の大きさに関わらず双方向に電力のやり取りが可能となっている。 (Negative electrode side) H 2 → 2H + + 2e −
(Positive electrode side) 2H + + 1 / 2O 2 + 2e − → H 2 O
The fuel cell 10 is electrically connected to a secondary battery via a DC-DC converter (not shown). The DC-DC converter controls the flow of power from the fuel cell 10 to the secondary battery or from the secondary battery to the fuel cell 10, and can exchange power bidirectionally regardless of the magnitude of the voltage. Yes.

燃料電池１０から出力される電気エネルギは、燃料電池１０の各セル１０ａから出力される電圧を検出するセルモニタ１１、および、燃料電池１０全体として出力される電流を検出する電流センサ１２によって計測される。なお、セルモニタ１１および電流センサ１２の検出信号は、後述する制御装置５０に入力されている。   The electric energy output from the fuel cell 10 is measured by a cell monitor 11 that detects a voltage output from each cell 10a of the fuel cell 10 and a current sensor 12 that detects a current output as the fuel cell 10 as a whole. . Note that detection signals from the cell monitor 11 and the current sensor 12 are input to a control device 50 described later.

さらに、燃料電池１０には、隣合うセル１０ａの間に配置されて、燃料電池１０のセル１０ａの交流インピーダンスを計測する際に、セル面内の電流分布を測定するための電流測定装置１００が設けられている。電流測定装置１００の検出信号は、後述する制御装置５０に入力される。電流測定装置１００の詳細については後述する。   Further, the fuel cell 10 includes a current measuring device 100 that is arranged between the adjacent cells 10a and measures the current distribution in the cell plane when measuring the AC impedance of the cells 10a of the fuel cell 10. Is provided. The detection signal of the current measuring device 100 is input to the control device 50 described later. Details of the current measuring apparatus 100 will be described later.

また、燃料電池１０の空気極（正極）側には、酸化剤ガスである空気（酸素）を燃料電池１０に供給するための空気供給配管２０ａ、並びに、燃料電池１０にて電気化学反応を終えた余剰空気および空気極で生成された生成水を燃料電池１０から外気へ排出するための空気排出配管２０ｂが接続されている。   Further, on the air electrode (positive electrode) side of the fuel cell 10, an air supply pipe 20 a for supplying air (oxygen) as an oxidant gas to the fuel cell 10, and the electrochemical reaction in the fuel cell 10 are finished. An air discharge pipe 20b for discharging the surplus air and generated water generated by the air electrode from the fuel cell 10 to the outside air is connected.

空気供給配管２０ａの最上流部には、大気中から吸入した空気を燃料電池１０に圧送するための空気ポンプ２１が設けられ、空気排出配管２０ｂには、燃料電池１０内の空気の圧力を調整するための空気調圧弁２３が設けられている。   An air pump 21 is provided at the most upstream portion of the air supply pipe 20a to pump air sucked from the atmosphere to the fuel cell 10, and an air discharge pipe 20b adjusts the pressure of the air in the fuel cell 10. An air pressure regulating valve 23 is provided.

さらに、空気供給配管２０ａおよび空気排出配管２０ｂには、空気調圧弁２３から流出した空気の有する湿度（水蒸気）を空気ポンプ２１から圧送された空気へ移動させるための加湿器２２が設けられている。この加湿器２２は、複数本の中空糸にて構成されており、燃料電池１０へ供給される空気を加湿する機能を果たす。   Further, the air supply pipe 20 a and the air discharge pipe 20 b are provided with a humidifier 22 for moving the humidity (water vapor) of the air flowing out from the air pressure regulating valve 23 to the air pumped from the air pump 21. . The humidifier 22 is composed of a plurality of hollow fibers and functions to humidify the air supplied to the fuel cell 10.

燃料電池１０の水素極（負極）側には、燃料ガスである水素を燃料電池１０に供給するための水素供給配管３０ａ、水素極側に溜まった生成水を微量な水素とともに燃料電池１０から外気へ排出するための水素排出配管３０ｂが接続されている。さらに、水素供給配管３０ａおよび水素排出配管３０ｂは、水素循環配管３０ｃを介して接続されている。   On the hydrogen electrode (negative electrode) side of the fuel cell 10, a hydrogen supply pipe 30 a for supplying hydrogen, which is a fuel gas, to the fuel cell 10, and the generated water accumulated on the hydrogen electrode side together with a small amount of hydrogen from the fuel cell 10 to the outside air A hydrogen discharge pipe 30b is connected to discharge. Furthermore, the hydrogen supply pipe 30a and the hydrogen discharge pipe 30b are connected via a hydrogen circulation pipe 30c.

水素供給配管３０ａの最上流部には、高圧水素が充填された高圧水素タンク３１が設けられ、水素供給配管３０ａにおける高圧水素タンク３１と燃料電池１０との間には、燃料電池１０に供給される水素の圧力を調整する水素調圧弁３２が設けられている。   A high-pressure hydrogen tank 31 filled with high-pressure hydrogen is provided at the most upstream portion of the hydrogen supply pipe 30a, and is supplied to the fuel cell 10 between the high-pressure hydrogen tank 31 and the fuel cell 10 in the hydrogen supply pipe 30a. A hydrogen pressure regulating valve 32 for adjusting the pressure of hydrogen is provided.

水素排出配管３０ｂには、生成水を微量な水素とともに外気へ排出するために所定の時間間隔で開閉する電磁弁３４が設けられている。なお、上述の電気化学反応では、水素極側において生成水は発生しないものの、水素極側には、酸素極側から各セル１０ａの電解質膜を透過した生成水が溜まるおそれがある。そこで、本実施形態では、水素排出配管３０ｂおよび電磁弁３４を設けている。   The hydrogen discharge pipe 30b is provided with an electromagnetic valve 34 that opens and closes at predetermined time intervals in order to discharge the produced water together with a small amount of hydrogen to the outside air. In the above-described electrochemical reaction, generated water is not generated on the hydrogen electrode side, but generated water that has permeated the electrolyte membrane of each cell 10a from the oxygen electrode side may accumulate on the hydrogen electrode side. Therefore, in this embodiment, the hydrogen discharge pipe 30b and the electromagnetic valve 34 are provided.

水素循環配管３０ｃは、水素供給配管３０ａの水素調圧弁３２下流側と水素排出配管３０ｂの電磁弁３４上流側とを接続するように設けられている。これにより、燃料電池１０から流出した未反応の水素を、燃料電池１０に循環させて再供給している。また、水素循環配管３０ｃには、水素流路３０内で水素を循環させるための水素ポンプ３３が配置されている。   The hydrogen circulation pipe 30c is provided to connect the downstream side of the hydrogen pressure regulating valve 32 of the hydrogen supply pipe 30a and the upstream side of the electromagnetic valve 34 of the hydrogen discharge pipe 30b. Thereby, the unreacted hydrogen flowing out from the fuel cell 10 is circulated to the fuel cell 10 and re-supplied. Further, a hydrogen pump 33 for circulating hydrogen in the hydrogen flow path 30 is disposed in the hydrogen circulation pipe 30c.

ところで、燃料電池１０は発電効率を確保するために運転中一定温度（例えば８０℃程度）に維持する必要がある。このため、燃料電池１０には、燃料電池１０を冷却するための冷却水回路４０が接続されている。この冷却水回路４０には、燃料電池１０に冷却水（熱媒体）を循環させるウォータポンプ４１、電動ファン４２を備えたラジエータ（放熱器）４３が設けられている。   By the way, the fuel cell 10 needs to be maintained at a constant temperature (for example, about 80 ° C.) during operation in order to ensure power generation efficiency. Therefore, a cooling water circuit 40 for cooling the fuel cell 10 is connected to the fuel cell 10. The coolant circuit 40 is provided with a water pump 41 that circulates coolant (heat medium) in the fuel cell 10 and a radiator 43 that includes an electric fan 42.

さらに、冷却水回路４０には、冷却水を、ラジエータ４３を迂回するように流すバイパス流路４４が設けられている。冷却水回路４０とバイパス流路４４との合流点には、バイパス流路４４に流れる冷却水流量を調整するための流路切替弁４５が設けられている。この流路切替弁４５の弁開度が調整されることによって、冷却水回路４０の冷却能力が調整される。   Further, the cooling water circuit 40 is provided with a bypass flow path 44 through which the cooling water flows so as to bypass the radiator 43. A flow path switching valve 45 for adjusting the flow rate of the cooling water flowing through the bypass flow path 44 is provided at the junction of the cooling water circuit 40 and the bypass flow path 44. The cooling capacity of the cooling water circuit 40 is adjusted by adjusting the valve opening degree of the flow path switching valve 45.

また、冷却水回路４０の燃料電池１０の出口側近傍には、燃料電池１０から流出した冷却水の温度を検出する温度検出手段としての温度センサ４６が設けられている。この温度センサ４６により冷却水温度を検出することで、燃料電池１０の温度を間接的に検出することができる。なお、この温度センサ４６の検出信号も、制御装置５０に入力される。   Further, a temperature sensor 46 as a temperature detecting means for detecting the temperature of the cooling water flowing out from the fuel cell 10 is provided in the vicinity of the outlet side of the fuel cell 10 in the cooling water circuit 40. By detecting the cooling water temperature by the temperature sensor 46, the temperature of the fuel cell 10 can be indirectly detected. The detection signal of the temperature sensor 46 is also input to the control device 50.

制御装置５０は、入力信号に基づいて、燃料電池システムを構成する各種電気式アクチュエータの作動を制御するもので、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータとその周辺回路にて構成されている。   The control device 50 controls the operation of various electric actuators constituting the fuel cell system on the basis of input signals, and is composed of a well-known microcomputer comprising a CPU, ROM, RAM, etc. and its peripheral circuits. Yes.

具体的には、制御装置５０の入力側には、上述のセルモニタ１１、電流センサ１２および温度センサ４６の検出信号等の他に、後述する電流測定装置１００の電流検出回路５１から出力される電流信号が入力される。一方、出力側には、上述の空気ポンプ２１、空気調圧弁２３、水素調圧弁３２、水素ポンプ３３、電磁弁３４、ウォータポンプ４１、流路切替弁４５等の各種電気式アクチュエータが接続されている。   Specifically, on the input side of the control device 50, in addition to the above-described detection signals of the cell monitor 11, the current sensor 12, and the temperature sensor 46, a current output from a current detection circuit 51 of the current measurement device 100 described later. A signal is input. On the other hand, on the output side, various electric actuators such as the air pump 21, the air pressure regulating valve 23, the hydrogen pressure regulating valve 32, the hydrogen pump 33, the electromagnetic valve 34, the water pump 41, and the flow path switching valve 45 are connected. Yes.

次に、本実施形態の電流測定装置１００の詳細について説明する。電流測定装置１００は、複数の電流測定部１０１が板状部材として一体的に構成された電流測定部集合板１００ａ、各電流測定部１０１の所定部位間の電位差を検出する電流測定用電圧センサ１０２、および、セル１０ａの板面のうち各電流測定部１０１配置箇所に対応する部位の電流を検出して制御装置５０へ出力する電流検出回路５１を備えている。   Next, details of the current measuring apparatus 100 of the present embodiment will be described. The current measuring device 100 includes a current measuring unit assembly plate 100a in which a plurality of current measuring units 101 are integrally configured as a plate member, and a current measuring voltage sensor 102 that detects a potential difference between predetermined portions of each current measuring unit 101. And a current detection circuit 51 that detects a current of a portion corresponding to the arrangement position of each current measurement unit 101 in the plate surface of the cell 10a and outputs the current to the control device 50.

まず、図２、図３により、電流測定部集合板１００ａについて説明する。なお、図２は、燃料電池１０の外観斜視図であり、図３は、電流測定部集合板１００ａの分解図である。図２に示すように、電流測定部集合板１００ａは複数枚設けられており、それぞれ隣合うセル１０ａ間に配置されている。   First, the current measurement unit assembly plate 100a will be described with reference to FIGS. 2 is an external perspective view of the fuel cell 10, and FIG. 3 is an exploded view of the current measurement unit assembly plate 100a. As shown in FIG. 2, a plurality of current measurement unit assembly plates 100a are provided, and are arranged between adjacent cells 10a.

さらに、図３に示すように、電流測定部集合板１００ａは、表面に配線パターンが形成された複数のプリント基板を積層した積層体（積層基板）として構成されている。プリント基板としては、一般的なガラスエポキシ基板を用いることができる。   Furthermore, as shown in FIG. 3, the current measurement unit assembly plate 100 a is configured as a laminate (laminated substrate) in which a plurality of printed boards having wiring patterns formed on the surface are laminated. As the printed board, a general glass epoxy board can be used.

本実施形態の電流測定部集合板１００ａは、第１基板１１０、第２基板１４０、第３基板１２０、および第４基板１３０の４枚のプリント基板が積層されて構成されている。なお、第１〜第４基板１１０〜１４０は、電気絶縁性を有する絶縁性接着剤（図示せず）を介在させてホットプレスによって一体化されている。   The current measurement unit assembly plate 100a of the present embodiment is configured by stacking four printed boards, a first substrate 110, a second substrate 140, a third substrate 120, and a fourth substrate 130. In addition, the 1st-4th board | substrates 110-140 are integrated by the hot press through the insulating adhesive agent (not shown) which has electrical insulation.

電流測定部集合板１００ａのうち、対向する２辺（図３では、左右両辺）の近傍には、それぞれ積層体の表裏を貫通する貫通穴が３つ形成されている。これらの貫通穴は、セル１０ａを積層した際に、空気、水素および冷却水を流通させるためのマニホールドとして機能する。   Three through holes that penetrate the front and back of the laminate are formed in the vicinity of two opposing sides (left and right sides in FIG. 3) of the current measuring unit assembly plate 100a. These through holes function as a manifold for circulating air, hydrogen, and cooling water when the cells 10a are stacked.

さらに、両側のマニホールドの間には、複数の電流測定部１０１が、直交する二方向にマトリックス状（格子状）に配置されている。より具体的には、本実施形態の電流測定部１０１は、図３に示すように、紙面上下方向に６個、紙面左右方向に７個のマトリックス状に配置されている。   Furthermore, between the manifolds on both sides, a plurality of current measuring units 101 are arranged in a matrix (lattice) in two orthogonal directions. More specifically, as shown in FIG. 3, the current measuring units 101 of this embodiment are arranged in a matrix of six in the vertical direction on the paper and seven in the horizontal direction on the paper.

つまり、本実施形態では、電流測定部１０１が、同一の隣合うセル１０ａ間に複数配置されている。これにより、複数個の電流測定部１０１が電流測定部集合板１００ａの板面の全体に渡って配置されることになるので、本実施形態の電流測定装置１００では、セル１０ａの面内における電流密度分布を測定することができる。   That is, in the present embodiment, a plurality of current measuring units 101 are arranged between the same adjacent cells 10a. As a result, the plurality of current measurement units 101 are arranged over the entire plate surface of the current measurement unit assembly plate 100a. Therefore, in the current measurement device 100 of the present embodiment, the current in the plane of the cell 10a. The density distribution can be measured.

ここで、電流測定部１０１の概要について図４に基づいて説明する。図４は、電流測定部１０１の構成を示す分解斜視図である。図４に示すように、電流測定部１０１は、隣合うセル１０ａのうち一方のセル１０ａに電気的に接触する第１電極１１１、隣合うセル１０ａのうち他方のセル１０ａに電気的に接触する第２電極１４１を有している。   Here, an outline of the current measuring unit 101 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an exploded perspective view showing the configuration of the current measuring unit 101. As shown in FIG. 4, the current measuring unit 101 is in electrical contact with the first cell 111 that is in electrical contact with one cell 10a among the adjacent cells 10a, and with the other cell 10a among the adjacent cells 10a. A second electrode 141 is provided.

この第１電極１１１および第２電極１４１は一対の電極として構成されて、板状の電流測定部集合板１００ａの両板面に配置されている。具体的には、第１電極１１１が第１基板１１０における一方のセル１０ａに対向する面（図４の紙面手前側の面）に配置され、第２電極１４１が第２基板１４０における他方のセル１０ａに対向する面（図４の紙面奥側の面）に配置されている。本実施形態の第１、第２電極１１１、１４１は、それぞれ金属箔（例えば、銅箔）にて構成されている。   The first electrode 111 and the second electrode 141 are configured as a pair of electrodes, and are arranged on both plate surfaces of the plate-like current measuring unit assembly plate 100a. Specifically, the first electrode 111 is disposed on the surface of the first substrate 110 facing the one cell 10a (the front surface in FIG. 4), and the second electrode 141 is disposed on the other cell of the second substrate 140. It is disposed on the surface facing 10a (the surface on the back side of FIG. 4). The first and second electrodes 111 and 141 of the present embodiment are each composed of a metal foil (for example, a copper foil).

また、電流測定部１０１は、第１電極１１１と第２電極１４１とを電気的に接続するともに第１、第２電極１１１、１４１間に磁界を発生させる励磁コイル部１２１と、発生した磁界の変化によって誘起されて誘導起電圧および誘導電流が生ずる検出コイル部１３１とを有している。   In addition, the current measuring unit 101 electrically connects the first electrode 111 and the second electrode 141 and generates a magnetic field between the first and second electrodes 111 and 141, and the generated magnetic field And a detection coil unit 131 that is induced by the change to generate an induced electromotive voltage and an induced current.

励磁コイル部１２１は、電流測定部集合板１００ａを構成する複数の基板のうち第３基板１２０の両面（両板面）に形成された金属箔（例えば銅箔）からなる配線パターンにて構成されている。また、検出コイル部１３１は、電流測定部集合板１００ａを構成する複数の基板のうち第４基板１３０の両面（両板面）に形成された金属箔（例えば銅箔）からなる配線パターンにて構成されている。   The exciting coil unit 121 is configured by a wiring pattern made of metal foil (for example, copper foil) formed on both surfaces (both plate surfaces) of the third substrate 120 among a plurality of substrates constituting the current measuring unit assembly plate 100a. ing. The detection coil unit 131 is a wiring pattern made of metal foil (for example, copper foil) formed on both surfaces (both plate surfaces) of the fourth substrate 130 among the plurality of substrates constituting the current measurement unit assembly plate 100a. It is configured.

ここで、電流測定部集合板１００ａを構成する各基板１１０〜１４０は、配線パターンが形成された板面の板面方向が、それぞれ並行となるように配置され、励磁コイル部１２１にて発生した磁界の向きが第１、第２電極１１１、１４１に直交する方向となっている。   Here, each of the substrates 110 to 140 constituting the current measuring unit assembly plate 100a is arranged so that the plate surface directions of the plate surface on which the wiring pattern is formed are parallel to each other, and is generated in the exciting coil unit 121. The direction of the magnetic field is a direction orthogonal to the first and second electrodes 111 and 141.

次に、本実施形態の励磁コイル部１２１の詳細について図５に基づいて説明する。図４は、励磁コイル部１２１を構成する各配線パターンの正面図であり、図５（ａ）が第３基板の第１電極側の配線パターン（以下、第１コイルパターン１２１ａと称する。）、図５（ｂ）が第３基板の第２電極側の配線パターン（以下、第２コイルパターン１２１ｂと称する。）を示している。なお、図５（ａ）は、第１コイルパターンを第１電極側から見た図であり、図５（ｂ）は、第２コイルパターンを第２電極側から見た図である。   Next, the details of the exciting coil unit 121 of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a front view of each wiring pattern constituting the exciting coil unit 121, and FIG. 5A is a wiring pattern on the first electrode side of the third substrate (hereinafter referred to as the first coil pattern 121a). FIG. 5B shows a wiring pattern (hereinafter referred to as a second coil pattern 121b) on the second electrode side of the third substrate. FIG. 5A is a view of the first coil pattern as viewed from the first electrode side, and FIG. 5B is a view of the second coil pattern as viewed from the second electrode side.

図５に示すように、励磁コイル部１２１を構成する各コイルパターン１２１ａ、１２１ｂは、いずれも渦巻き状となるように形成されている。さらに、各コイルパターン１２１ａ、１２１ｂは、渦中心部分を除いた周辺部分にドーナツ形状となるように形成されている。なお、励磁コイル部１２１を構成する各コイルパターン１２１ａ、１２１ｂは、第３基板１２０の板面に形成されているため、各コイルパターン１２１ａ、１２１ｂの渦軸の方向が、第３基板１２０の板面の直交方向となる。   As shown in FIG. 5, the coil patterns 121a and 121b constituting the exciting coil unit 121 are all formed in a spiral shape. Furthermore, each coil pattern 121a, 121b is formed so as to have a donut shape in the peripheral portion excluding the vortex center portion. In addition, since each coil pattern 121a, 121b which comprises the exciting coil part 121 is formed in the plate surface of the 3rd board | substrate 120, the direction of the vortex axis of each coil pattern 121a, 121b is the board of the 3rd board | substrate 120. It becomes the orthogonal direction of the surface.

第１コイルパターン１２１ａは、第１コイルパターン１２１ａの外周側端部に第１電極１１１に接続するための第１接続部１２０ａ、および内周側端部に第２コイルパターン１２２の内周側端部に接続するための第３接続部１２０ｃが設けられている（図５（ａ）参照）。また、第２コイルパターン１２１ｂの外周側端部に第２電極１４１に接続するための第２接続部１２０ｂが設けられている（図５（ｂ）参照）。このように、第１、第２電極１１１、１４１、および第１、第２コイルパターン１２１ａ、１２１ｂは、第１〜第３接続部１２０ａ〜１２０ｃを介して電気的に接続されている。   The first coil pattern 121a includes a first connection part 120a for connecting to the first electrode 111 at the outer peripheral side end of the first coil pattern 121a, and an inner peripheral side end of the second coil pattern 122 at the inner peripheral side end. A third connection part 120c for connecting to the part is provided (see FIG. 5A). Moreover, the 2nd connection part 120b for connecting to the 2nd electrode 141 is provided in the outer peripheral side edge part of the 2nd coil pattern 121b (refer FIG.5 (b)). As described above, the first and second electrodes 111 and 141 and the first and second coil patterns 121a and 121b are electrically connected via the first to third connection portions 120a to 120c.

そのため、第１電極１１１から第２電極１４１に向かって電流が流れると、第１電極１１１→第１接続部１２０ａ→第１コイルパターン１２１ａ→第３接続部１２０ｃ→第２コイルパターン１２１ｂ→第２接続部１２０ｂ→第２電極１４１の順に電流が流れる。また、第１、第２コイルパターン１２１ａ、１２１ｂを流れる電流は、第１電極１１１側から見て時計回り（第２電極１４１側から見て反時計回り）に渦巻くように流れる（図５の矢印参照）。   Therefore, when a current flows from the first electrode 111 toward the second electrode 141, the first electrode 111 → the first connection part 120a → the first coil pattern 121a → the third connection part 120c → the second coil pattern 121b → second. A current flows in the order of the connection part 120b → the second electrode 141. Further, the current flowing through the first and second coil patterns 121a and 121b flows in a spiral manner when viewed from the first electrode 111 side (counterclockwise when viewed from the second electrode 141 side) (arrow in FIG. 5). reference).

ここで、本実施形態の励磁コイル部１２１では、１つのコイルパターンの巻き数を２ターンとしており、各コイルパターンによって４ターンの巻き数（Ｎ１＝４）のコイルが第３基板１２０上に形成されることになる。   Here, in the exciting coil unit 121 of this embodiment, the number of turns of one coil pattern is 2 turns, and a coil of 4 turns (N1 = 4) is formed on the third substrate 120 by each coil pattern. Will be.

さらに、本実施形態の第３基板１２０における励磁コイル部１２１の渦中心部分には、第３基板１２０を厚さ方向に貫通する貫通穴部１２２が設けられている。この貫通穴部１２２には、鉄等で構成される強磁性体１２３の一端側が配置されている。なお、強磁性体１２３の他端側は、後述する第４基板１３０に形成された貫通穴部１３２に配置されている。   Furthermore, a through-hole portion 122 that penetrates the third substrate 120 in the thickness direction is provided in the vortex center portion of the exciting coil portion 121 in the third substrate 120 of the present embodiment. One end side of a ferromagnetic body 123 made of iron or the like is disposed in the through hole portion 122. The other end side of the ferromagnetic body 123 is disposed in a through hole 132 formed in a fourth substrate 130 described later.

次に、検出コイル部１３１の詳細について図６に基づいて説明する。図６は、検出コイル部１３１を構成する各配線パターンの正面図であり、図６（ａ）が第４基板の第１電極側の配線パターン（以下、第１検出パターン１３１ａと称する。）、図６（ｂ）が第４基板の第２電極側の配線パターン（以下、第２検出パターン１３１ｂと称する。）を示している。なお、図６（ａ）は、第１検出パターンを第１電極側から見た図であり、図６（ｂ）は、第２検出パターンを第２電極側から見た図である。   Next, the detail of the detection coil part 131 is demonstrated based on FIG. FIG. 6 is a front view of each wiring pattern constituting the detection coil unit 131. FIG. 6A is a wiring pattern on the first electrode side of the fourth substrate (hereinafter referred to as the first detection pattern 131a). FIG. 6B shows a wiring pattern (hereinafter referred to as a second detection pattern 131b) on the second electrode side of the fourth substrate. 6A is a diagram of the first detection pattern as viewed from the first electrode side, and FIG. 6B is a diagram of the second detection pattern as viewed from the second electrode side.

図６に示すように、検出コイル部１３１を構成する各検出パターン１３１ａ、１３１ｂは、上述のコイルパターンと同様に、いずれも渦巻き状となるように形成されている。各検出パターン１３１ａ、１３１ｂは、第４基板１３０における第３基板１２０の第１、第２コイルパターン１２１ａ、１２１ｂに対向する位置に形成されている。   As shown in FIG. 6, the detection patterns 131a and 131b constituting the detection coil unit 131 are each formed in a spiral shape, like the coil pattern described above. Each detection pattern 131a, 131b is formed at a position on the fourth substrate 130 that faces the first and second coil patterns 121a, 121b of the third substrate 120.

また、本実施形態の第４基板１３０における各検出パターン１３１ａ、１３１ｂの渦中心部分は、第３基板における第１、第２コイルパターン１２１ａ、１２１ｂの渦中心部分に対応する位置に形成されている。   Further, the vortex center portions of the detection patterns 131a and 131b on the fourth substrate 130 of the present embodiment are formed at positions corresponding to the vortex center portions of the first and second coil patterns 121a and 121b on the third substrate. .

第１検出パターン１３１ａの内周側端部と第２検出パターン１３１ｂの内周側端部とは、プリント基板を厚さ方向に貫通する第４接続部１３０ａにて接続されている。また、第１検出パターン１３１ａの外周側端部と第２検出パターン１３１ｂの外周側端部には、第５、第６接続部１３０ｂ、１３０ｃが設けられている。   The inner peripheral side end of the first detection pattern 131a and the inner peripheral side end of the second detection pattern 131b are connected by a fourth connection portion 130a that penetrates the printed board in the thickness direction. Further, fifth and sixth connection portions 130b and 130c are provided at the outer peripheral end of the first detection pattern 131a and the outer peripheral end of the second detection pattern 131b.

第５、第６接続部１３０ｂ、１３０ｃは、図３に示す電流測定用配線１３２に接続されている。電流測定用配線１３２は、信号取り出し用のコネクタ１３３および外部配線を介して起電圧測定用センサ１０２に接続されている。この起電圧測定用センサ１０２は、検出コイル部１３１に生ずる誘導起電圧を検出して、検出信号を電流検出回路５１に出力する磁界検出手段を構成している。なお、図３では、第４基板１３０における第３基板１２０側の電流測定用配線１３２を実線で囲まれた斜線で示している。   The fifth and sixth connection portions 130b and 130c are connected to the current measurement wiring 132 shown in FIG. The current measurement wiring 132 is connected to the electromotive voltage measurement sensor 102 via a signal extraction connector 133 and an external wiring. The electromotive voltage measuring sensor 102 constitutes magnetic field detecting means for detecting an induced electromotive voltage generated in the detection coil unit 131 and outputting a detection signal to the current detection circuit 51. In FIG. 3, the current measurement wiring 132 on the third substrate 120 side of the fourth substrate 130 is indicated by hatched lines surrounded by a solid line.

図６に戻り、第４基板１３０の各検出パターン１３１ａ、１３１ｂの渦中心部分には、第３基板１２０を貫通する貫通穴部１２２に対応する貫通穴部１３４が設けられている。この貫通穴部１３４には、第３基板１２０の貫通穴部１２２に埋設された強磁性体１２３の他端側が配置されている。   Returning to FIG. 6, a through hole portion 134 corresponding to the through hole portion 122 penetrating the third substrate 120 is provided in the vortex center portion of each detection pattern 131 a, 131 b of the fourth substrate 130. The other end side of the ferromagnetic body 123 embedded in the through hole portion 122 of the third substrate 120 is disposed in the through hole portion 134.

さらに、第１、第２検出パターン１３１ａ、１３１ｂは、第４基板１３０の貫通穴部１３４の周縁に沿って設けられている。具体的には、第１、第２検出パターン１３１ａ、１３１ｂは、第４基板１３０の貫通穴部１３４を最小半径で取り囲むように設けられている。   Furthermore, the first and second detection patterns 131 a and 131 b are provided along the periphery of the through hole portion 134 of the fourth substrate 130. Specifically, the first and second detection patterns 131a and 131b are provided so as to surround the through hole portion 134 of the fourth substrate 130 with a minimum radius.

ここで、図４、図６に示すように、第４基板１３０には、第３基板１２０の第２コイルパターン１２１ｂの外周側端部と第２電極１４１とを接続する第２接続部１２０ｂが設けられている。なお、第１〜第４接続部１２０ａ〜１２０ｃ、１３０ａについては、例えば、内部が導電体で構成されるブラインドビアホールとすることができる。   Here, as shown in FIGS. 4 and 6, the fourth substrate 130 has a second connection portion 120 b that connects the outer peripheral side end portion of the second coil pattern 121 b of the third substrate 120 and the second electrode 141. Is provided. In addition, about the 1st-4th connection parts 120a-120c, 130a, it can be set as the blind via hole by which an inside is comprised with a conductor, for example.

本実施形態の検出コイル部１３１では、１つの検出パターンの巻き数を８ターンとしており、各検出パターン１２１ａ、１２１ｂによって１６ターンの巻き数（Ｎ２＝１６）のコイルが第４基板１３０上に形成されていることになる。   In the detection coil unit 131 of this embodiment, the number of turns of one detection pattern is 8 turns, and a coil of 16 turns (N2 = 16) is formed on the fourth substrate 130 by each of the detection patterns 121a and 121b. Will be.

上記構成の電流測定装置１００は、燃料電池１０におけるセル１０ａの交流インピーダンスを計測する際に、燃料電池１０のセル面内の電流分布を測定する手段として用いられている。   The current measuring device 100 having the above configuration is used as a means for measuring the current distribution in the cell plane of the fuel cell 10 when measuring the AC impedance of the cell 10 a in the fuel cell 10.

燃料電池１０のセル１０ａの交流インピーダンスの計測は、燃料電池１０の内部水分量（セル１０ａ内の電解質膜の湿潤度）を推定するために行っている。なお、燃料電池１０の内部水分量と燃料電池１０のセル１０ａの複素インピーダンスとが相関関係があるため、セル１０ａの交流インピーダンスを計測することで、間接的に燃料電池１０の内部水分量を推定することができる。   The measurement of the AC impedance of the cell 10a of the fuel cell 10 is performed in order to estimate the amount of internal moisture of the fuel cell 10 (wetness of the electrolyte membrane in the cell 10a). Since the internal moisture content of the fuel cell 10 and the complex impedance of the cell 10a of the fuel cell 10 have a correlation, the internal moisture content of the fuel cell 10 is indirectly estimated by measuring the AC impedance of the cell 10a. can do.

まず、燃料電池１０のセル１０ａの交流インピーダンスの計測方法について簡単に説明する。燃料電池システムの二次電池、ＤＣ−ＤＣコンバータ等を用いて所定電流の交流を燃料電池１０に印加する。燃料電池１０に交流を印加している際に、セルモニタ１１でセル１０ａの電圧を測定するとともに、電流測定装置１００にてセル面内の電流分布を測定する。   First, a method for measuring the AC impedance of the cell 10a of the fuel cell 10 will be briefly described. An alternating current having a predetermined current is applied to the fuel cell 10 using a secondary battery, a DC-DC converter, or the like of the fuel cell system. When alternating current is applied to the fuel cell 10, the cell monitor 11 measures the voltage of the cell 10 a and the current measuring device 100 measures the current distribution in the cell plane.

そして、セルモニタ１１で測定した電圧値の変化と電流測定装置１００で測定した電流分布の変化に基づいて、演算により各セル１０ａの交流インピーダンスを計測することができる。なお、二次電池、ＤＣ−ＤＣコンバータ等が燃料電池１０に交流を印加する交流印加手段を構成している。   And based on the change of the voltage value measured with the cell monitor 11, and the change of the electric current distribution measured with the electric current measurement apparatus 100, the alternating current impedance of each cell 10a can be measured. Note that a secondary battery, a DC-DC converter, or the like constitutes an AC applying unit that applies AC to the fuel cell 10.

次に、本実施形態の電流測定装置１００の電流測定方法について図４、図７に基づいて説明する。図７は、電流測定部における電流測定方法を説明する説明図である。なお、図７では、電流の流れが理解し易いように、励磁コイル部１２１および検知コイル部１３１をバネ状のコイルとして描画しているが、実際には、図４〜図６に示すようになっている。   Next, a current measuring method of the current measuring apparatus 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a current measurement method in the current measurement unit. In FIG. 7, the excitation coil unit 121 and the detection coil unit 131 are drawn as spring-like coils so that the current flow can be easily understood, but actually, as shown in FIGS. 4 to 6. It has become.

二次電池、ＤＣ−ＤＣコンバータ等を用いて燃料電池１０に所定電流の交流が印加されると、電流測定装置１００の各電圧測定部１０１では、図４、図７に示すように、電流流れ方向上流側のセル１０ａから第１電極１１１の板面に電流が流れる。そして、励磁コイル部１２１を介して第２電極１４１に電流が流れ、第２電極１４１の板面から電流流れ方向下流側のセル１０ａに電流が流れる。   When an alternating current of a predetermined current is applied to the fuel cell 10 using a secondary battery, a DC-DC converter, or the like, each voltage measuring unit 101 of the current measuring device 100 has a current flow as shown in FIGS. A current flows from the cell 10a on the upstream side in the direction to the plate surface of the first electrode 111. And an electric current flows into the 2nd electrode 141 via the exciting coil part 121, and an electric current flows into the cell 10a downstream from the plate | board surface of the 2nd electrode 141 with respect to an electric current flow direction.

ここで、上述のように、励磁コイル部１２１は、第１電極１１１側から見て時計回りに渦巻くように形成されており、第１、第２コイルパターン１２１ａ、１２１ｂの電流の流れは、第１電極１１１側から見て時計回りに渦巻くように流れる。   Here, as described above, the exciting coil unit 121 is formed so as to spiral in a clockwise direction when viewed from the first electrode 111 side, and the current flow of the first and second coil patterns 121a and 121b is as follows. It flows so as to swirl clockwise as viewed from the one electrode 111 side.

また、励磁コイル部１２１の渦軸方向が第１、第２電極１１１、１４１に直交するように設けられていることから、第１、第２コイルパターン１２１ａ、１２１ｂを流れる電流によって、第１電極１１１から第２電極１４１に向かう磁束（図７の破線で示す矢印）が発生する。励磁コイル部１２１にて発生した磁束の向きは、各基板１１０〜１４０の板面に直交方向となる。   Further, since the vortex axis direction of the exciting coil unit 121 is provided so as to be orthogonal to the first and second electrodes 111 and 141, the first electrode is generated by the current flowing through the first and second coil patterns 121a and 121b. A magnetic flux (arrow indicated by a broken line in FIG. 7) from 111 toward the second electrode 141 is generated. The direction of the magnetic flux generated in the exciting coil unit 121 is orthogonal to the plate surfaces of the substrates 110 to 140.

ここで、第１、第２電極１１１、１４１に電流が流れることで、第１、第２電極１１１、１４１にも磁界が発生するが、第１、第２電極１１１、１４１で発生する磁界は、基板１１０〜１４０の板面の並行方向に形成される。   Here, when a current flows through the first and second electrodes 111 and 141, a magnetic field is generated also in the first and second electrodes 111 and 141, but the magnetic field generated in the first and second electrodes 111 and 141 is , Formed in the direction parallel to the plate surfaces of the substrates 110 to 140.

そのため、電流測定部１０１は、励磁コイル１２１にて発生する磁束が、各電極１１１、１４１に発生する磁界を直交する。これにより、各電極１１１、１４１にて発生する磁界が、各電極１１１、１４１にて発生する磁界が、起電圧検出センサ１０２の検出値に影響することを防止することができる。   Therefore, in the current measuring unit 101, the magnetic flux generated in the excitation coil 121 is orthogonal to the magnetic field generated in each of the electrodes 111 and 141. Thereby, it is possible to prevent the magnetic field generated at each of the electrodes 111 and 141 from affecting the detection value of the electromotive force detection sensor 102 by the magnetic field generated at each of the electrodes 111 and 141.

次に、励磁コイル部１２１にて発生した磁束は、第２基板１３０に配置された検出コイル部１３１を鎖交する。励磁コイル部１２１にて発生した磁束は、第３基板１２０の各コイルパターン１２１ａ、１２１ｂおよび第４基板１３０の各検出パターン１３１ａ、１３１ｂの渦中心部分に設けられた強磁性体１２３によって、渦中心部分近傍を鎖交する磁束の磁束密度が大きくなる。   Next, the magnetic flux generated in the exciting coil unit 121 links the detection coil unit 131 disposed on the second substrate 130. The magnetic flux generated in the exciting coil unit 121 is vortex centered by the ferromagnetic material 123 provided in the vortex center portions of the coil patterns 121a and 121b of the third substrate 120 and the detection patterns 131a and 131b of the fourth substrate 130. The magnetic flux density of the magnetic flux interlinking the vicinity of the portion increases.

そして、検出コイル部１３１には、検出コイル部１３１の検出パターン１３１ａ、１３１ｂを鎖交する磁束の時間的変化に応じた誘導起電圧Ｖ２が生ずる。ここで、理論上、誘導起電圧Ｖ２と励磁コイル部１２１における電圧Ｖ１との電圧比は、励磁コイル部１２１の巻き数Ｎ１（ターン数）と検出コイル部１３１の巻き数Ｎ２との巻き数比と等しくなる。つまり、Ｖ２＝（Ｎ２／Ｎ１）×Ｖ１の関係が成立する。   Then, an induced electromotive voltage V2 is generated in the detection coil unit 131 in accordance with a temporal change in magnetic flux that links the detection patterns 131a and 131b of the detection coil unit 131. Theoretically, the voltage ratio between the induced electromotive voltage V2 and the voltage V1 in the excitation coil unit 121 is the turn ratio between the number of turns N1 (turns) of the excitation coil unit 121 and the number of turns N2 of the detection coil unit 131. Is equal to That is, the relationship V2 = (N2 / N1) × V1 is established.

本実施形態では、検出コイル部１３１の巻き数Ｎ２を１６ターンとし、励磁コイル部１２１の巻き数Ｎ１を４ターンとしているため、検出コイル部１３１の誘導起電圧Ｖ２は、励磁コイル部１２１における電圧Ｖ１に対して４倍に昇圧した電圧値となる。   In this embodiment, the number of turns N2 of the detection coil unit 131 is 16 turns, and the number of turns N1 of the excitation coil unit 121 is 4 turns. Therefore, the induced electromotive voltage V2 of the detection coil unit 131 is the voltage in the excitation coil unit 121. The voltage value is boosted four times with respect to V1.

そして、検出コイル部１３１に生じた誘導起電圧を起電圧測定用センサ１０２で測定し、検出信号を電流検出回路５１に出力する。電流検出回路５１にて、検出コイル部１３１に生じた誘導起電圧を積分等の演算処理を行うことで、セル１０ａにおける電流測定部１０１に対応する部位を流れる電流を測定する。電流検出回路５１では、演算処理によって得られた電流値を制御装置５０へ出力する。   The induced electromotive voltage generated in the detection coil unit 131 is measured by the electromotive voltage measuring sensor 102, and a detection signal is output to the current detection circuit 51. The current detection circuit 51 measures the current flowing through the portion corresponding to the current measurement unit 101 in the cell 10a by performing calculation processing such as integration of the induced electromotive voltage generated in the detection coil unit 131. In the current detection circuit 51, the current value obtained by the arithmetic processing is output to the control device 50.

また、制御装置５０では、セル１０ａの面内における電流分布を検出するとともに、検出された電流分布の変化とセルモニタ１１で測定した電圧値の変化によって燃料電池１０のセル１０ａの交流インピーダンスを算出する。算出した交流インピーダンスに基づいて燃料電池１０の発電状態を推定し、空気供給量および供給圧、水素供給圧、冷却水循環量の制御等を行う。   Further, the control device 50 detects the current distribution in the plane of the cell 10a, and calculates the AC impedance of the cell 10a of the fuel cell 10 based on the detected change in the current distribution and the change in the voltage value measured by the cell monitor 11. . The power generation state of the fuel cell 10 is estimated based on the calculated AC impedance, and the air supply amount and supply pressure, the hydrogen supply pressure, the cooling water circulation amount, and the like are controlled.

このように、電流測定装置１００は、励磁コイル部１２１を第１、第２電極１１１、１４１間に配置した第３基板１２０上に形成しているので、隣合うセル１０ａ間に電流測定装置１００を配置したとしても、燃料電池１０のセル１０ａの積層方向の厚み寸法の増大を抑制することができる。また、検出コイル部１３１を第４基板１３０上に形成しているので、燃料電池１０のセル１０ａの積層方向の厚み寸法の増大を効果的に抑制することができる。   Thus, since the current measuring device 100 forms the exciting coil part 121 on the third substrate 120 disposed between the first and second electrodes 111 and 141, the current measuring device 100 is provided between the adjacent cells 10a. Even if it arrange | positions, the increase in the thickness dimension of the lamination direction of the cell 10a of the fuel cell 10 can be suppressed. Further, since the detection coil portion 131 is formed on the fourth substrate 130, an increase in the thickness dimension in the stacking direction of the cells 10a of the fuel cell 10 can be effectively suppressed.

また、電流測定装置１００は、励磁コイル部１２１にて発生した磁束により検出コイル部１３１に誘導起電圧を生じさせることで、燃料電池１０のセル面内の電流を測定する構成なので、高周波の交流電流を印加しても、燃料電池１０のセル面内を流れる電流をインダクタンスの影響を受けることなく適切に測定することができる。   The current measuring device 100 is configured to measure the current in the cell plane of the fuel cell 10 by generating an induced electromotive voltage in the detection coil unit 131 by the magnetic flux generated in the exciting coil unit 121, and therefore, the high-frequency AC. Even when a current is applied, the current flowing in the cell surface of the fuel cell 10 can be appropriately measured without being affected by the inductance.

さらに、従来のように抵抗体を配置する場合には、抵抗体の抵抗値が燃料電池１０内部の温度に影響して変化するため、電流を測定する際に温度補正を行う必要がある。これに対して、本実施形態の電流測定装置１００では、磁界の変化に基づいて電流を測定する構成であるため、燃料電池１０内部の温度に影響を受けず、燃料電池１０のセル面内を流れる電流を適切に測定することができる。   Further, when a resistor is arranged as in the conventional case, the resistance value of the resistor changes due to the influence of the temperature inside the fuel cell 10, so that it is necessary to perform temperature correction when measuring the current. On the other hand, the current measuring device 100 of the present embodiment is configured to measure the current based on the change of the magnetic field. The flowing current can be appropriately measured.

また、第３基板１２０の各コイルパターン１２１ａ、１２１ｂの渦中心部、および第４基板１３０の貫通穴部１２２、１３４に強磁性体１２３が埋設されているため、検出コイル部１３１を鎖交しない漏れ磁束を低減することができる。その結果、電流測定装置１００の電流測定精度をより向上させることができる。   In addition, since the ferromagnetic body 123 is embedded in the vortex centers of the coil patterns 121a and 121b of the third substrate 120 and the through holes 122 and 134 of the fourth substrate 130, the detection coil 131 is not interlinked. Leakage magnetic flux can be reduced. As a result, the current measurement accuracy of the current measurement device 100 can be further improved.

以上説明したように、本実施形態の電流測定装置１００によれば、電流測定装置１００におけるセルの積層方向の厚み寸法の増大を抑制するとともに、電流測定精度を向上させることができる。   As described above, according to the current measurement device 100 of the present embodiment, an increase in the thickness dimension in the cell stacking direction in the current measurement device 100 can be suppressed, and the current measurement accuracy can be improved.

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、以下のように種々変形可能である。 (Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified as follows.

（１）上述の実施形態では、起電圧検出センサ１０２で検知コイル部１３１に誘起される誘導起電圧を検出する構成としたが、これに限らず、検知コイル部１３１に誘起される誘導電流を検出するようにしてもよい。この場合、電流センサ（磁界検出手段）にて検知コイル部１３１を流れる誘導電流を検出し、検出した誘導電流を電流検出回路５１にと検知コイル部１３１と励磁コイル部１２１の巻き数比とから、電流検出回路５１からセル１０ａにおける電流測定部１０１に対応する部位を流れる電流を測定すればよい。   (1) In the above-described embodiment, the electromotive voltage detection sensor 102 detects the induced electromotive voltage induced in the detection coil unit 131. However, the configuration is not limited thereto, and the induced current induced in the detection coil unit 131 is not limited to this. You may make it detect. In this case, an induction current flowing through the detection coil unit 131 is detected by a current sensor (magnetic field detection means), and the detected induction current is detected from the current detection circuit 51 and the turn ratio of the detection coil unit 131 and the excitation coil unit 121. The current flowing from the current detection circuit 51 through the part corresponding to the current measurement unit 101 in the cell 10a may be measured.

（２）上述の実施形態では、励磁コイル部１２１を第３基板１２０の両面に形成した第１、第２コイルパターン１２１ａ、１２１ｂにて構成したが、これに限らず、渦巻き状のコイルパターンが形成された複数の基板を積層して構成してもよい。   (2) In the above-described embodiment, the exciting coil unit 121 is configured by the first and second coil patterns 121a and 121b formed on both surfaces of the third substrate 120. However, the present invention is not limited to this, and a spiral coil pattern is formed. A plurality of formed substrates may be stacked.

これによれば、複数の基板によって励磁コイル部１２１を構成する場合には、励磁コイル部１２１の巻き数を増加させることが可能となり、励磁コイル部１２１にて発生する磁界の磁束密度を大きくすることができ、電流測定精度の向上を図ることができる。なお、実施形態では励磁コイル部１２１の巻き数Ｎ１を４ターンとして説明したが、これに限らず、１ターンとしてもよいし、複数ターンとしてもよい。   According to this, when the exciting coil unit 121 is configured by a plurality of substrates, the number of turns of the exciting coil unit 121 can be increased, and the magnetic flux density of the magnetic field generated in the exciting coil unit 121 is increased. Therefore, it is possible to improve current measurement accuracy. In the embodiment, the number of turns N1 of the exciting coil unit 121 is described as four turns. However, the number of turns is not limited thereto, and may be one turn or a plurality of turns.

同様に、検知コイル部１３１についても、第４基板１３０の両面に形成した第１検出パターン１３１ａ、１３１ｂにて構成するものに限らず、渦巻き状の検知パターンが形成された複数の基板を積層して構成してもよい。なお、実施形態では検知コイル部１３１の巻き数Ｎ２を１６ターンとして説明したが、これに限らず、１ターンとしてもよいし、複数ターンとしてもよい。ここで、複数基板上に形成された配線パターンに励磁コイル部１２１、検知コイル部１３１を構成する場合、各配線パターンを順次接続すればよい。   Similarly, the detection coil unit 131 is not limited to the first detection patterns 131a and 131b formed on both surfaces of the fourth substrate 130, and a plurality of substrates on which spiral detection patterns are formed are stacked. May be configured. In the embodiment, the number of turns N2 of the detection coil unit 131 has been described as 16 turns. However, the number of turns is not limited thereto, and may be 1 turn or a plurality of turns. Here, when the excitation coil unit 121 and the detection coil unit 131 are formed on the wiring patterns formed on the plurality of substrates, the wiring patterns may be connected in sequence.

（３）上述の実施形態では、電流測定部１０１を、同一の隣合うセル１０ａ間に複数配置する構成としているが、これに限定されず、例えば、同一の隣合うセル１０ａ間に電流測定部１０１を１つ配置する構成としてもよい。   (3) In the above-described embodiment, a plurality of current measuring units 101 are arranged between the same adjacent cells 10a. However, the present invention is not limited to this. For example, a current measuring unit is provided between the same adjacent cells 10a. One 101 may be arranged.

（４）上述の実施形態では、図２において、図示の明確化のため３枚の電流測定部集合板１００ａを記載しているが、電流測定部集合板１００ａの数はこれに限定されない。電流測定部集合板１００ａの数を増加させることで、セル１０ａの面内における電流分布をより精度良く検出できる。例えば、２枚のセル１０ａに対して１枚の電流測定部集合板１００ａを配置することが望ましい。   (4) In the above-described embodiment, three current measurement unit assembly plates 100a are illustrated in FIG. 2 for clarity of illustration, but the number of current measurement unit assembly plates 100a is not limited thereto. By increasing the number of current measurement unit assembly plates 100a, the current distribution in the plane of the cell 10a can be detected with higher accuracy. For example, it is desirable to arrange one current measurement unit assembly plate 100a for two cells 10a.

１０ 燃料電池
１０ａ セル
５１ 電流検出回路
１００ａ 電流測定部集合板（積層体）
１０１ 電流測定部
１０２ 電流測定用電圧センサ（磁界検出手段）
１１１ 第１電極
１２０ 第３基板
１２１ 励磁コイル部
１２３ 強磁性体
１３０ 第４基板
１４１ 第２電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fuel cell 10a Cell 51 Current detection circuit 100a Current measurement part assembly board (laminated body)
101 Current Measurement Unit 102 Current Measurement Voltage Sensor (Magnetic Field Detection Means)
111 1st electrode 120 3rd board | substrate 121 Excitation coil part 123 Ferromagnetic material 130 4th board | substrate 141 2nd electrode

Claims (7)

酸化剤ガスと燃料ガスとを電気化学反応させて電気エネルギを出力する複数のセル（１０ａ）を積層配置して構成された燃料電池（１０）に適用され、前記セル（１０ａ）の交流インピーダンスを計測する際に前記セル（１０ａ）を流れる電流を測定する電流測定装置であって、
前記隣合う前記セル（１０ａ）間に配置されて、複数の基板（１１０〜１４０）が積層された積層体（１００ａ）と、
前記積層体（１００ａ）の両板面に配置されて前記隣合うセル（１０ａ）に電気的に接触する一対の電極（１１１、１４１）、前記一対の電極（１１１、１４１）を電気的に接続するとともに、前記一対の電極（１１１、１４１）間を流れる電流によって磁界を発生させる励磁コイル部（１２１）を含んで構成される電流測定部（１０１）と、
前記励磁コイル部（１２１）にて発生した磁界の変化を検出する磁界検出手段（１０２）と、
前記磁界検出手段（１０２）の検出値に基づいて、前記セル（１０ａ）における前記電流測定部（１０１）に対応する部位の電流を測定する電流測定手段（５１）とを備え、
前記励磁コイル部（１２１）は、前記積層体（１０１ａ）を構成する前記複数の基板（１１０〜１４０）のうち少なくとも１つの基板（１２０）の板面に形成された渦巻き状の配線パターン（１２１ａ、１２１ｂ）にて構成されていることを特徴とする電流測定装置。 The present invention is applied to a fuel cell (10) configured by stacking a plurality of cells (10a) that output an electric energy by electrochemically reacting an oxidant gas and a fuel gas. A current measuring device for measuring a current flowing through the cell (10a) when measuring,
A stack (100a) in which a plurality of substrates (110-140) are stacked between the adjacent cells (10a);
A pair of electrodes (111, 141) disposed on both plate surfaces of the laminate (100a) and in electrical contact with the adjacent cell (10a) and the pair of electrodes (111, 141) are electrically connected. And a current measuring unit (101) configured to include an exciting coil unit (121) that generates a magnetic field by a current flowing between the pair of electrodes (111, 141);
Magnetic field detection means (102) for detecting a change in the magnetic field generated in the excitation coil section (121);
Current measuring means (51) for measuring a current of a part corresponding to the current measuring unit (101) in the cell (10a) based on a detection value of the magnetic field detecting means (102),
The exciting coil unit (121) includes a spiral wiring pattern (121a) formed on a plate surface of at least one substrate (120) among the plurality of substrates (110 to 140) constituting the laminate (101a). 121b), a current measuring device. 前記複数の基板（１１０〜１４０）は、それぞれの板面方向が並行となるように配置されており、前記励磁コイル部（１２１）にて発生した磁界の向きが前記一対の電極（１１１、１４１）を直交する方向となっていることを特徴とする請求項１に記載の電流測定装置。   The plurality of substrates (110 to 140) are arranged so that the plate surface directions thereof are parallel to each other, and the direction of the magnetic field generated in the exciting coil unit (121) is the pair of electrodes (111, 141). The current measuring device according to claim 1, wherein the current measuring device is in a direction orthogonal to each other. 前記電流測定部（１０１）は、前記励磁コイル部（１２１）にて発生した磁束が鎖交するとともに、鎖交する磁束の変化に応じて誘導起電圧および誘導電流が生ずる検出コイル部（１３１）を有し、
前記磁界検出手段（１０２）は、前記励磁コイル部（１２１）にて発生した磁界の変化によって前記検出コイル部（１３１）に誘起される誘導起電圧又は誘導電流を検出するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電流測定装置。 The current measuring unit (101) includes a detecting coil unit (131) in which the magnetic flux generated in the exciting coil unit (121) is linked and an induced electromotive voltage and an induced current are generated according to a change in the linked magnetic flux. Have
The magnetic field detection means (102) is configured to detect an induced electromotive voltage or an induced current induced in the detection coil unit (131) due to a change in the magnetic field generated in the excitation coil unit (121). The current measuring device according to claim 1, wherein 前記検出コイル部（１３１）は、前記複数の基板（１１０〜１４０）のうち前記励磁コイル部（１２１）を構成する配線パターン（１２１ａ、１２１ｂ）が形成された基板（１２０）とは異なる基板（１３０）の板面に形成された渦巻き状の配線パターン（１３１ａ、１３１ｂ）にて構成されていることを特徴とする請求項３に記載の電流測定装置。   The detection coil unit (131) is different from the substrate (120) on which the wiring patterns (121a, 121b) constituting the excitation coil unit (121) are formed among the plurality of substrates (110 to 140) ( The current measuring device according to claim 3, wherein the current measuring device comprises a spiral wiring pattern (131 a, 131 b) formed on the plate surface of 130. 前記励磁コイル部（１２１）を構成する配線パターン（１２１ａ、１２１ｂ）と前記検出コイル部（１３１）を構成する配線パターン（１３１ａ、１３１ｂ）とは、互いの渦中心部分が前記複数の基板（１１０〜１４０）の積層方向に対応するように形成されており、
前記励磁コイル部（１２１）を構成する配線パターン（１２１ａ、１２１ｂ）が形成された基板（１２０）には、前記励磁コイル部（１２１）を構成する渦巻き状の配線パターン（１２１ａ、１２１ｂ）の渦中心部分に強磁性体（１２３）が配置されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電流測定装置。 The wiring patterns (121a, 121b) constituting the excitation coil part (121) and the wiring patterns (131a, 131b) constituting the detection coil part (131) are arranged such that the vortex centers of the plurality of substrates (110 To 140) corresponding to the stacking direction,
The substrate (120) on which the wiring patterns (121a, 121b) constituting the exciting coil part (121) are formed has vortices of the spiral wiring patterns (121a, 121b) constituting the exciting coil part (121). The current measuring device according to any one of claims 1 to 4, wherein a ferromagnetic material (123) is arranged in a central portion. 前記検出コイル部（１３１）を構成する配線パターン（１３１ａ、１３１ｂ）が形成された基板（１３０）には、前記検出コイル部（１３１）を構成する配線パターン（１３１ａ、１３１ｂ）の渦中心部分に前記強磁性体（１２３）が配置されていることを特徴とする請求項５に記載の電流測定装置。   The substrate (130) on which the wiring patterns (131a, 131b) constituting the detection coil part (131) are formed has a vortex center portion of the wiring patterns (131a, 131b) constituting the detection coil part (131). 6. The current measuring device according to claim 5, wherein the ferromagnetic material (123) is arranged. 前記検出コイル部（１３１）を構成する配線パターン（１３１ａ、１３１ｂ）は、前記強磁性体（１２３）の外周縁に沿って形成されていることを特徴とする請求項６に記載の電流測定装置。   The current measuring device according to claim 6, wherein the wiring patterns (131 a, 131 b) constituting the detection coil section (131) are formed along an outer peripheral edge of the ferromagnetic body (123). .
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