JP2013214454A - 局所電流測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池のセルの局所部位から出力される局所電流の測定精度の向上を図る。
【解決手段】セル１０の局所部位に隣接配置した電流測定部３０に、上流側測定部３１および下流側測定部３３を設け、さらに、各測定部３１、３３の間に、セル１０の局所部位および局所部位の周囲それぞれに導通する中間導電部３２を設ける。そして、電流の回り込みの影響を受ける中間導電部３２の電流流れ上流側および下流側の電流値の関係に基づいて、電流検出部４にて検出した上流側測定部３１の電流値を補正し、実際にセル１０の局所部位から出力される局所電流を推定する。
【選択図】図６

Description

本発明は、燃料電池のセルの局所部位から出力される局所電流を測定する局所電流測定装置に関する。

従来、酸化剤ガスと燃料ガスとの電気化学反応により電気エネルギを出力するセルを複数積層して構成される燃料電池に適用され、セルの局所部位から出力される局所電流を測定する電流測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載された電流測定装置は、セルの局所部位を流れる電流を測定するための電流測定部を同一の隣り合うセル間に配置し、当該電流測定部に流れる電流をセルの局所部位を流れる電流をセンサで検出する構成としている。

特開２００７−２８０６４３号公報

ところで、例えば、セルの電流流れ方向の下流側において、セルの局所部位の周囲に対応する部位に電流の流れを阻害する部位が存在すると、セルの局所部位の周囲から出力される電流が、セルの面方向に沿ってセルの局所部位に流れ込むことがある。

また、セルの局所部位と局所部位の周囲との間に電流分布が存在すると、セルの局所部位の周囲から出力される電流が、セルの面方向に沿ってセルの局所部位に流れ込んだり、セルの局所部位から出力される電流が、セルの面方向に沿ってセルの局所部位の周囲に流れ込んだりすることがある。

このため、従来の電流測定装置の如く、単に隣接するセル間に配置された電流測定部に流れる電流を測定する構成としても、セルの局所部位と局所部位の周囲との間に生ずる電流の回り込みによって、セルの局所部位から出力された局所電流を精度よく測定することができないといった問題がある。なお、局所電流とは、セルの局所部位における電気化学反応により出力された発電電流を意味しており、セルの局所部位と局所部位の周囲との間に生ずる回り込み電流の影響を受けた電流とは異なる。

本発明は上記点に鑑みて、燃料電池のセルの局所部位から出力される局所電流の測定精度の向上を図ることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の局所電流測定装置は、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（１０）を積層配置して構成される燃料電池（１）に適用される。局所電流測定装置は、セルの局所部位に隣接して配置されてセルの局所部位からの電流が流れる電流測定部（３０）と、電流測定部を流れる電流を検出する電流検出手段（４）と、電流検出手段にて検出した電流値を補正することで局所電流を推定する演算手段（５）と、を備える。

電流測定部は、セルの局所部位における電流流れ方向の下流側に電気的に接続されてセルの局所部位からの電流が流れる第１測定部（３１）と、第１測定部における電流流れ方向の下流側および前記セルの局所部位の周囲に電気的に接続されて第１測定部およびセルの局所部位の周囲からの電流が流れる導電性の中間導電部（３２）と、中間導電部における第１測定部の接続箇所の反対側に電気的に接続されて中間導電部からの電流が流れる第２測定部（３３）と、を有する。

電流検出手段は、第１測定部を流れる第１電流値、および第２測定部を流れる第２電流値それぞれを個別に検出可能に構成され、演算手段は、電流検出手段にて検出した第１電流値と第２電流値との関係に基づいて、電流検出手段にて検出した第１電流値を補正して、局所電流を推定することを特徴としている。

このように、セルの局所部位に隣接配置した電流測定部に、第１測定部および第２測定部を設け、さらに、各測定部の間に、セルの局所部位および局所部位の周囲それぞれに導通する中間導電部を設けることで、中間導電部に回り込み電流を生じさせることができる。

ここで、第１測定部を流れる電流および第２測定部に流れる電流の関係は、セルの局所部位から出力される局所電流および第１測定部を流れる電流の関係と同様に、回り込み電流を受ける。このため、電流検出手段にて検出した第１測定部を流れる電流値と第２測定部を流れる電流値との関係に基づいて、セルの局所部位から出力される局所電流および第１測定部を流れる電流の関係を推定することが可能となる。

従って、電流検出手段にて検出した第１測定部の電流値と第２測定部の電流値との関係に基づいて、電流検出手段にて検出した第１測定部の電流値を補正することで、実際にセルの局所部位から出力される局所電流を推定することができ、セルの局所部位から出力される局所電流の測定精度の向上を図ることができる。

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の一例を示すものである。

第１実施形態に係る局所電流測定装置が接続された燃料電池の模式的な斜視図である。 第１実施形態に係るセルの模式的な断面図である。 第１実施形態に係る測定板の斜視図である。 第１実施形態に係る測定板の積層方向の断面図である。 第１実施形態に係る電流測定部の断面図である。 第１実施形態に係るセルの局所部位とその周囲における電流の流れ、および電流測定部における電流の流れを説明するための説明図である。 セルの局所部位から出力される局所電流、および電流測定部の各測定部に流れる電流を説明するための説明図である。 第２実施形態に係る電流測定部の断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。燃料電池１は、水素（燃料ガス）と酸素（酸化剤ガス）との電気化学反応により電気エネルギを出力するものであり、本実施形態では、電気自動車の一種である、いわゆる燃料電池車両に適用している。本実施形態の燃料電池１は、固体高分子型燃料電池を採用している。

図１に示すように、本実施形態の燃料電池１は、基本単位となる複数のセル１０を積層配置したスタック構造で構成されている。燃料電池１を構成する複数のセル１０は、電気的に直列接続されている。

本実施形態のセル１０は、図２に示すように、電解質膜１００ａに一対の電極１００ｂ、１００ｃが接合された膜電極接合体１００、および膜電極接合体１００に水素および酸素を供給する供給通路１０１ａが形成されたセパレータ１０１を備える。

燃料電池１は、以下に示す水素と酸素との電気化学反応が起こることで、電気エネルギを出力する。

（負極側）Ｈ_２→２Ｈ^＋＋２ｅ⁻
（正極側）２Ｈ^＋＋１／２Ｏ_２＋２ｅ⁻→Ｈ_２Ｏ
本実施形態の燃料電池１には、セル１０の局所部位に流れる局所電流を測定する局所電流測定装置２が接続されている。図２に示すように、本実施形態の局所電流測定装置２は、燃料電池１における積層方向端部以外の中央付近に位置するセル１０を測定対象としている。勿論、燃料電池１の積層方向の端部に位置するセル１０を測定対象としてもよい。

本実施形態の局所電流測定装置２は、測定対象となるセル１０に隣接して配置されて、隣接するセル１０からの電流が流れ込む測定板３、測定板３を流れる電流を検出する電流検出部４、およびセル１０の局所部位から出力される局所電流を推定する演算部５を備える。

本実施形態の測定板３は、測定対象となるセル１０と、当該セル１０と隣り合うセル１０との間であって、測定対象となるセル１０の電流流れ方向の下流側に配置されている。測定板３は、図３の斜視図に示すように、配線パターンが形成された複数のプリント基板をセル１０の積層方向（セル積層方向）と同じ方向に積層した多層基板で構成されている。本実施形態の測定板３は、第１基板３０１、第２基板３０２、第３基板３０３、第４基板３０４の４枚のプリント基板を積層して構成されている。これらの基板３０１〜３０４は、図示しない絶縁性の接着剤を介在させてホットプレスにより、一体化されている。

本実施形態の測定板３は、測定対象となるセル１０の局所部位に対向する位置に、当該局所部位からの電流が流れる電流測定部３０が設けられている。本実施形態では、セル１０の面内における電流分布を測定するために、複数の電流測定部３０が測定板３の板面の全体に渡って設けられている。

各電流測定部３０は、図４の断面図に示すように、第１測定部を構成する上流側測定部３１、導電性の中間導電部３２、および第２測定部を構成する下流側測定部３３を有している。

ここで、上流側測定部３１および下流側測定部３３は、その周囲をロの字状の溝部３１ａ、３３ａで囲まれており、当該溝部３１ａ、３３ａによってセル１０の局所部位の周囲に対して絶縁されている。なお、後述する下流側測定部３３の下流側電極３３２については、局所電流の測定精度に影響しないことから、セル１０の局所部位に相当する部位に対して絶縁されていなくともよい。

上流側測定部３１は、測定対象となるセル１０の局所部位における電流流れ方向の下流側に電気的に接続されて、局所部位からの電流が流れるように構成されている。具体的には、図５の断面図に示すように、上流側測定部３１は、導電性の上流側電極３１１、および所定の抵抗値を有する上流側抵抗体３１２を含んで構成されている。上流側電極３１１は、第１基板３０１における測定対象となるセル１０のセパレータ１０１に対向する面に設けられている。また、上流側抵抗体３１２は、第１基板３０１と第３基板３０３との間の第２基板３０２における第１基板３０１に対向する面に設けられている。なお、上流側電極３１１は、セル積層方向（基板積層方向）に延びるビア３０５を介して上流側抵抗体３１２の一端側に電気的に接続されている。

中間導電部３２は、上流側測定部３１における電流流れ方向の下流側に電気的に接続されると共に、導電体３２ａを介してセル１０の局所部位の周囲に電気的に接続され、上流側測定部３１およびセル１０の局所部位の周囲からの電流が流れる導電性部材で構成されている。具体的には、本実施形態の中間導電部３２は、第２基板３０２における上流側抵抗体３１２が設けられている側の反対側の面に設けられている。

ここで、中間導電部３２は、セル積層方向に延びるスルーホール３０６を介して上流側抵抗体３１２の他端側に電気的に接続されている。このため、上流側抵抗体３１２には、上流側電極３１１からの電流が一端側から他端側に向かって流れることとなる。なお、中間導電部３２は、スルーホール３０６を介して下流側抵抗体３３１の他端側に電気的に接続されている。

下流側測定部３３は、中間導電部３２における上流側測定部３１との接続箇所の反対側に電気的に接続され、中間導電部３２からの電流が流れるように構成されている。具体的には、下流側測定部３３は、所定の抵抗値を有する下流側抵抗体３３１、および導電性の下流側電極３３２を含んで構成されている。下流側抵抗体３３１は、第２基板３０２と第４基板３０４との間の第３基板３０３における第４基板３０４に対向する面に設けられている。また、下流側電極３３２は、第４基板３０４における測定対象となるセル１０の電流流れ方向の下流側のセル１０に対向する面に設けられている。

ここで、下流側電極３３２は、セル積層方向に延びるビア３０７を介して下流側抵抗体３３１の一端側に電気的に接続されている。このため、下流側抵抗体３３１には、中間導電部３２からの電流が他端側から一端側に向かって流れることとなる。

ここで、電流測定部３０は、セル積層方向における抵抗値（各抵抗体３１２、３３１の抵抗、セル１０との接触抵抗）が、セパレータ１０１における面方向の抵抗値と同等、または、同等以下となるように構成することが望ましい。

また、中間導電部３２は、セル積層方向に直交する面方向の抵抗値が、セパレータ１０１における局所部位と局所部位の周囲との間の抵抗値、つまり、セパレータ１０１におけるセル積層方向に直交する面方向の抵抗値よりも小さくなるように構成されている。この中間導電部３２は、セル積層方向に直交する面方向の抵抗値を、セパレータ１０１におけるセル積層方向に直交する面方向の抵抗値の１／１０程度とすることが望ましい。なお、本実施形態の各測定部３１、３３の各電極３１１、３３２、各抵抗体３１２、３３１、および中間導電部３２は、銅等の金属箔で構成されている。

続いて、電流検出部４について説明する。電流検出部４は、上流側測定部３１および下流側測定部３３を流れる電流を個別に検出可能に構成された電流検出手段である。

本実施形態の電流検出部４は、各抵抗体３１２、３３１の一端側と他端側との電位差を検出する電圧センサ４１、４２と、各電圧センサ４１、４２の検出値から各抵抗体３１２、３３１の抵抗値を除して各測定部３１、３３の電流値を得る除算回路４３を有する。なお、各抵抗体３１２、３３１の抵抗値は、各抵抗体３１２、３３１における一端側と他端側との間の抵抗値であり、当該抵抗値は、既知であるものとする。

演算部５は、ＣＰＵ、記憶部（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ）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おり、電流検出部４の検出値を演算処理して、セル１０の局所部位から出力される局所電流を算出する演算手段である。

次に、燃料電池１にて発電が行われている際のセル１０の局所部位とその周囲における電流の流れ、および電流測定部３０における電流の流れを図６の説明図を用いて説明する。

燃料電池１に水素および空気の供給が開始されると、セル１０の膜電極接合体１００における水素と酸素の電気化学反応によって、電気エネルギが出力される。これにより、セル１０内部では、膜電極接合体１００から出力された発電電流が、セパレータ１０１を介して局所電流測定装置２の各電流測定部３０に流れる。

この際、膜電極接合体１００から出力された発電電流が、セル積層方向に流れるだけでなく、セパレータ１０１の面方向にも流れる。つまり、セル１０の局所部位と局所部位の周囲との間に電流の回り込みが生ずる。

このため、電流測定部３０の上流側測定部３１には、セル１０の局所部位と局所部位の周囲との間に生ずる回り込み電流の影響によって、セル１０の局所部位から出力された局所電流に対して増減する。

また、電流測定部３０の中間導電部３２に流れる電流は、上流側測定部３１からの電流が流れると共に、導電体３２ａ等を介してセル１０の局所部位の周囲からの電流も流れる。この際、中間導電部３２を流れる電流は、セパレータ１０１と同様に、セル積層方向に流れるだけでなく、セル積層方向に直交する面方向にも流れる。

このため、中間導電部３２には、セル１０のセパレータ１０１と同様に電流の回り込みが生じ、中間導電部３２に生ずる回り込み電流の影響によって、電流測定部３０の下流側測定部３３に流れる電流は、上流側測定部３１を流れる電流に対して増減することとなる。

このように、セル１０の局所部位から出力される局所電流および上流側測定部３１を流れる電流の関係と、上流側測定部３１を流れる電流および下流側測定部３３に流れる電流は、同様の回り込み電流を受けることから互いに相関して増減する関係があると考えられる。つまり、セル１０の局所部位の膜電極接合体１００から出力される局所電流（発電電流）を「Ｉｃ」、上流側測定部３１に流れる電流値（第１電流値）を「Ｉｓ１」、下流側測定部３３に流れる電流値（第２電流値）を「Ｉｓ２」としたとき、「Ｉｓ１−Ｉｓ２」は、「Ｉｃ−Ｉｓ１」と相関して増減する関係があると考えられる。

例えば、セル１０の局所部位の周囲から局所部位に向う回り込み電流が生ずる場合、上流側測定部３１に流れる電流値Ｉｓ１は、セル１０の局所部位の膜電極接合体１００から出力される局所電流Ｉｃに対して増加する。同様に、下流側測定部３３に流れる電流値Ｉｓ２は、上流側測定部３１に流れる電流値Ｉｓ１に対して増加することとなる。

そこで、本実施形態の演算部５では、電流検出部４にて検出する上流側測定部３１の電流値Ｉｓ１と下流側測定部３３の電流値Ｉｓ２との関係を利用して、上流側測定部３１の電流値Ｉｓ１を補正することで局所電流Ｉｃを推定する演算処理を行う。

本実施形態の演算部５は、局所電流Ｉｃと電流検出部４にて検出した電流値Ｉｓ１、Ｉｓ２との関係を示す以下の数式Ｆ１を用いて、局所電流Ｉｃの推定電流値Ｉを算出する。

Ｉｃ＝Ｉｓ１−Ａ×（Ｉｓ１−Ｉｓ２）…（Ｆ１）
ここで、補正係数Ａは、測定板３とセル１０との接触抵抗、各測定部３１、３３の抵抗値、中間導電部３２の抵抗値等を考慮して予め設定されている。なお、補正係数Ａは、測定板３とセル１０との接触抵抗、各測定部３１、３３の抵抗値、中間導電部３２の抵抗値等を考慮してセル１０および測定板３を等価変換した等価回路、各測定部３１、３３の電流値の関係からキルヒホッフの法則を用いて決定することができる。勿論、補正係数Ａを実験等の経験則に応じて決定するようにしてもよい。

具体的には、演算部５では、電流検出部４にて検出した下流側測定部３３に流れる電流値Ｉｓ２に対する上流側測定部３１の電流値Ｉｓ１の差に補正係数Ａを乗算した値を、電流値Ｉｓ１から減算することで、局所電流Ｉｃの推定電流値Ｉを算出する。

本発明者らは、セル１０の局所部位の周囲から局所部位に向う回り込み電流が生ずる条件において、上流側測定部３１の電流値Ｉｓ１を補正した推定電流値を算出したところ、図７に示すように、実際にセル１０の局所部位から出力された局所電流Ｉｃと同等の推定電流値を算出することができることが確認された。

以上説明した本実施形態では、上流側測定部３１および下流側測定部３３の間に、セパレータ１０１と同様に回り込み電流が生ずる中間導電部３２を設け、当該中間導電部３２の前後の電流の流れの変化を検出することで、セル１０の局所部位から出力される局所電流を推定している。これによれば、電流検出部４にて検出した上流側測定部３１の電流値から回り込み電流の影響を除去することができ、実際にセル１０の局所部位から出力される局所電流を精度よく測定することが可能となる。

また、本実施形態では、中間導電部３２におけるセル積層方向に直交する面方向の抵抗値が、セパレータ１０１におけるセル積層方向に直交する面方向の抵抗値よりも小さくなるように構成している。これにより、中間導電部３２における電流の回り込みが生じ易くなることから、各測定部３１、３３を流れる電流値の関係を際立たせることができるので、局所電流の推定をより効果的に行うことが可能となる。

さらに、本実施形態では、電流測定部３０を、上流側測定部３１、中間導電部３２、および下流側測定部３３それぞれが一体的に実装された多層基板で構成している。このため、電流測定部３０の厚みを小さくすることができるので、局所電流測定装置２の小型化を図ることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、電流測定部３０を各測定部３１、３３、および中間導電部３２を積層した積層体で構成するものの、それぞれ別体で構成する例を説明する。なお、本実施形態では、第１実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。

本実施形態の電流測定部３０は、中間導電部３２を、第１、第２基板３０１、３０２に実装された上流側測定部３１、および第３、第４基板３０３、３０４に実装された下流側測定部３３にて挟持する構成としている。

本実施形態の上流側測定部３１は、図８の断面図に示すように、導電性の第１、第２上流側電極３１１、３１３、および上流側抵抗体３１２を含んで構成されている。具体的には、第１上流側電極３１１は、第１基板３０１における測定対象となるセル１０のセパレータ１０１に対向する面に設けられ、上流側抵抗体３１２は、第２基板３０２における第１基板３０１に対向する面に設けられている。また、第２上流側電極３１３は、第２基板３０２における上流側抵抗体３１２が設けられている側の反対側の面に設けられている。

なお、上流側抵抗体３１２の一端側が、セル積層方向に延びるビア３０５を介して第１上流側電極３１１に電気的に接続され、上流側抵抗体３１２の他端側が、セル積層方向に延びるビア３０８ａを介して第２上流側電極３１３に電気的に接続されている。このため、セル１０の局所部位からの電流は、第１上流側電極３１１→上流側抵抗体３１２の一端側→上流側抵抗体３１２の他端側→第２上流側電極３１３へと流れる。

本実施形態の中間導電部３２は、板状の導電性部材で構成されており、上流側測定部３１における第２上流側電極３１３に電気的に接続されると共に、導電体３２ａを介してセル１０の局所部位の周囲に電気的に接続されている。

本実施形態の下流側測定部３３は、中間導電部３２における上流側測定部３１の第２上流側電極３１３との接続箇所の反対側に電気的に接続され、上流側測定部３１と同様に、導電性の第１、第２下流側電極３３３、３３１、および下流側抵抗体３３１を含んで構成されている。具体的には、第１下流側電極３３３は、第３基板３０３における中間導電部３２に対向する面に設けられ、下流側抵抗体３３１は、第３基板３０３における第４基板３０４に対向する面に設けられている。また、第２下流側電極３３２は、第４基板３０４における測定対象となるセル１０の電流流れ方向の下流側のセル１０に対向する面に設けられている。

なお、下流側抵抗体３３１の他端側が、セル積層方向に延びるビア３０８ｂを介して第１下流側電極３３３に電気的に接続され、下流側抵抗体３３１の一端側が、セル積層方向に延びるビア３０７を介して第２下流側電極３３２に電気的に接続されている。このため、中間導電部３２からの電流は、第１下流側電極３３３→下流側抵抗体３３１の他端側→下流側抵抗体３３１の一端側→第２下流側電極３３２へと流れる。

本実施形態の局所電流測定装置２は、電流測定部３０の構成が第１実施形態と相違するだけで、その他の構成、および演算部５における処理内容は第１実施形態と同様である。このため、本実施形態の局所電流測定装置２では、第１実施形態と同様に、セル１０の局所部位から出力される局所電流を精度よく測定することが可能となる。

特に、本実施形態では、電流測定部３０における上流側測定部３１および下流側測定部３３を同様の構成としているので、各測定部３１、３３を同様に製造することができ、局所電流測定装置２の生産コストの低減を図ることができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各実施形態の記載文言に限定されず、かつ、当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。例えば、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の各実施形態では、上流側測定部３１および下流側測定部３３を複数のプリント基板に実装する例を説明したが、これに限定されず、プリント基板以外の基板に実装するようにしてもよい。なお、上流側測定部３１および下流側測定部３３を構成するプリント基板としては、柔軟性の低い肉厚なリジッド基板に限らず、柔軟性が高いフィルム状のフレキシブル基板を用いることができる。また、上流側測定部３１および下流側測定部３３は、基板に限らず、金属箔、金属薄板、絶縁フィルム等を組み合わせた構成としてもよい。

（２）上述の各実施形態では、上流側測定部３１および下流側測定部３３のそれぞれに設けた各抵抗体３１２、３３２における電位差の変化を検出することで、各測定部３１、３３を流れる電流を検出する例を説明したが、これに限定されない。例えば、上流側測定部３１および下流側測定部３３に流れる電流により生ずる磁気をホール素子等で検出することで、各測定部３１、３３を流れる電流を検出する構成としてもよい。

（３）上述の各実施形態では、演算部５において、電流検出部４にて検出した上流側測定部３１の電流値Ｉｓ１、および下流側測定部３３に流れる電流値Ｉｓ２を数式Ｆ１に代入して、局所電流Ｉｃの推定電流値Ｉを算出する例を説明したが、これに限定されない。例えば、予め演算部５の記憶部に、下流側測定部３３に流れる電流値Ｉｓ２に対する上流側測定部３１の電流値Ｉｓ１の電流差と、局所電流Ｉｃの推定電流値Ｉとの関係を規定した制御マップを記憶しておき、電流検出部４の検出値および当該制御マップを用いて、局所電流Ｉｃの推定電流値Ｉを算出するようにしてもよい。なお、制御マップの内容は、実験やシミュレーション等の結果に基づいて設定すればよい。

（４）上述の各実施形態では、セル１０の面内における電流分布を測定するために、複数の電流測定部３０を測定板３の板面の全体に渡って設ける例を説明したが、これに限らず、少なくとも１つの電流測定部３０が設けられていればよい。これによれば、セル１０における電流測定部３０に対応する局所部位から出力される局所電流を測定することができる。

（５）上述の各実施形態では、燃料電池１を電気自動車に適用する例を説明したが、これに限定されず、船舶およびポータブル発電機等の移動体や、家庭用又は工業用の発電機として適用してもよい。

１ 燃料電池
１０ セル
３ 電流測定部
３１ 上流側測定部（第１測定部）
３２ 中間導電部
３３ 下流側測定部（第２測定部）
４ 電流検出部（電流検出手段）
５ 演算部（演算手段）

Claims (5)

1. 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（１０）を積層配置して構成される燃料電池（１）に適用され、前記セルの局所部位から出力される局所電流を測定する局所電流測定装置であって、
   前記セルの局所部位に隣接して配置されて前記セルの局所部位からの電流が流れる電流測定部（３０）と、
   前記電流測定部を流れる電流を検出する電流検出手段（４）と、
   前記電流検出手段にて検出した電流値を補正することで前記局所電流を推定する演算手段（５）と、を備え、
   前記電流測定部は、
   前記セルの局所部位における電流流れ方向の下流側に電気的に接続されて前記セルの局所部位からの電流が流れる第１測定部（３１）と、
   前記第１測定部における電流流れ方向の下流側および前記セルの局所部位の周囲に電気的に接続されて前記第１測定部および前記セルの局所部位の周囲からの電流が流れる導電性の中間導電部（３２）と、
   前記中間導電部における前記第１測定部の接続箇所の反対側に電気的に接続されて前記中間導電部からの電流が流れる第２測定部（３３）と、を有し、
   前記電流検出手段は、前記第１測定部を流れる第１電流値、および前記第２測定部を流れる第２電流値それぞれを個別に検出可能に構成され、
   前記演算手段は、前記電流検出手段にて検出した前記第１電流値と前記第２電流値との関係に基づいて、前記電流検出手段にて検出した前記第１電流値を補正することを特徴とする局所電流測定装置。
2. 前記演算手段は、前記電流検出手段にて検出した前記第２電流値に対する前記第１電流値の差に予め定めた補正係数を乗算した値を、前記電流検出手段にて検出した前記第１電流値から減算した減算値を用いて、前記局所電流を推定することを特徴とする請求項１に記載の局所電流測定装置。
3. 前記中間導電部の抵抗値は、前記セルのセパレータ（１０１）における局所部位と局所部位の周囲との間の抵抗値よりも小さいことを特徴とする請求項１または２に記載の局所電流測定装置。
4. 前記電流測定部は、前記第１測定部、前記中間導電部、および前記第２測定部を前記セルの積層方向に積層した積層体で構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の局所電流測定装置。
5. 前記電流測定部は、前記第１測定部、前記中間導電部、および前記第２測定部それぞれが一体的に実装された多層基板（３）で構成されていることを特徴とする請求項４に記載の局所電流測定装置。

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