JP2017033664A - 電流測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電流測定装置の電流測定精度を向上させる。【解決手段】電流測定部２ａは、第１電極２１１と第２電極２１２の間に配置された絶縁層２０１、２０２、２０３を有する。各絶縁層２０１、２０２、２０３には、抵抗体形成用のビアホール２０１ａ、２０２ａ、２０３ａが形成されている。これらのビアホール２０１ａ、２０２ａ、２０３ａのそれぞれに抵抗部材２２１ａ、２２２ａ、２２３ａが埋め込まれている。抵抗部材２２１ａ、２２２ａ、２２３ａによって、第１、第２電極２１１、２１２に接続された抵抗体２２０が構成される。このような電流測定部２ａにおいて、ビアホール２０１ａ、２０２ａ、２０３ａのそれぞれの開口形状を、第１方向での第１開口幅の方が第１方向に直交する第２方向での第２開口幅よりも長い長尺形状とする。【選択図】図３

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ものである。

この電流測定装置として、シャント式の電流測定装置が特許文献１に記載されている。特許文献１の電流測定装置は、燃料電池の隣り合うセルの間に配置される電流測定部を備えている。電流測定部は、隣り合うセルの一方と接する平板状の第１電極と、隣り合うセルの他方と接する平板状の第２電極と、第１、第２電極の間に位置し、第１、第２電極と電気的に接続された抵抗体を有している。この電流測定装置では、抵抗体の両端部の電位差と、抵抗体の抵抗値とに基づいて、隣り合うセルの一方から他方に向けて電流測定部を通過する電流を検出する。

特開２０１２−１１３８８４号公報

ところで、本発明者らは、シャント式の電流測定装置に用いられる電流測定部として、図６〜８に示す構造のものを検討した。以下では、これを検討例の電流測定部と呼ぶ。なお、図６〜８では、後述する実施形態の電流測定部と同じ構成部に同じ符号を付している。

図６、７に示すように、検討例の電流測定部Ｊ２ａは、第１電極２１１と第２電極２１２の間に配置された絶縁層２０１、２０２、２０３を有している。この電流測定部では、抵抗体Ｊ２２０は、絶縁層２０１、２０２、２０３のそれぞれの両面を貫通して形成された貫通孔Ｊ２０１ａ、Ｊ２０２ａ、Ｊ２０３ａに埋め込まれた抵抗部材Ｊ２２１ａ、Ｊ２２２ａ、Ｊ２２３ａによって構成されている。

図８に示すように、検討例の電流測定部Ｊ２ａでは、抵抗体形成用の貫通孔として、複数（図８では４つ）の貫通孔Ｊ２０１ａを絶縁層２０１に形成している。そして、１つの貫通孔Ｊ２０１ａの開口形状は、直径がＲａの真円形状、すなわち、第１方向の第１開口幅Ｌ１と第１方向に直交する第２方向の第２開口幅Ｌ２が同じ形状である（Ｌ１＝Ｌ２＝Ｒａ）。このため、１つの貫通孔Ｊ２０１ａに埋め込まれた抵抗部材Ｊ２２２ａは、円柱形状である。なお、絶縁層２０２、２０３の貫通孔Ｊ２０２ａ、Ｊ２０３ａおよび抵抗部材Ｊ２２２ａ、Ｊ２２３ａについても同様である。

ここで、検討例の電流測定部Ｊ２ａと異なり、抵抗体を絶縁層の表面上に形成する場合、抵抗体の抵抗値を、燃料電池の内部を流れる電流の測定に必要な大きさとするためには、抵抗体を厚くする必要がある。このため、電流測定部が、厚くなってしまう。

これに対して、検討例の電流測定部Ｊ２ａによれば、絶縁層２０１〜２０３の内部に抵抗体（すなわち、抵抗部材Ｊ２２１ａ〜Ｊ２２３ａ）を形成するので、絶縁層の積層数が同じであって絶縁層の表面上に抵抗体を形成する場合と比較して、電流測定部Ｊ２ａの薄型化が可能となる。

しかし、検討例の電流測定部Ｊ２ａを用いた場合では、下記の理由により、電流測定の精度向上が必要であることがわかった。

第１の理由は、１つの貫通孔Ｊ２０１ａ〜Ｊ２０３ａに埋め込まれた抵抗部材Ｊ２２２ａ〜Ｊ２２３ａの抵抗値に製造ばらつきが生じ、この製造ばらつきによる抵抗体Ｊ２２０の抵抗値のばらつきが大きいことである。

第２の理由は、電流測定部Ｊ２ａとセルとの接触抵抗のばらつきが大きいことである。これは、検討例の電流測定部Ｊ２ａは、第１、第２電極２１１、２１２の表面に垂直な方向からみたときに、各絶縁層２０１、２０２、２０３の抵抗部材Ｊ２２１ａ、Ｊ２２２ａ、Ｊ２２３ａのそれぞれが重複する位置に配置されている。すなわち、図６、７に示すように、各抵抗部材Ｊ２２１ａ、Ｊ２２２ａ、Ｊ２２３ａは、第１、第２電極２１１、２１２に垂直な方向で一直線状に連なっている。各抵抗部材Ｊ２２１ａ、Ｊ２２２ａ、Ｊ２２３ａは、各絶縁層２０１、２０２、２０３よりも剛性が高いため、隣り合うセルの間に測定板２を挟み込んで加圧したときに、各抵抗部材Ｊ２２１ａ、Ｊ２２２ａ、Ｊ２２３ａが出っ張り、第１、第２電極２１１、２１２の表面２１１ａ、２１２ａに凹凸が生じてしまう。このため、第１、第２電極２１１、２１２の表面２１１ａ、２１２ａのそれぞれと対向するセルの表面との間に隙間が生じる。これにより、接触抵抗のばらつきが大きくなってしまう。

本発明は上記点に鑑みて、検討例の電流測定部Ｊ２ａを用いた場合と比較して、電流測定精度の向上が可能な電流測定装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
複数のセル（１０ａ）が積層された燃料電池（１０）の内部を流れる電流を測定する電流測定部（２ａ）であって、 平板状の第１電極（２１１）と、第１電極に対向して配置された平板状の第２電極（２１２）と、第１、第２電極の間に配置され、第１、第２電極と電気的に接続された抵抗体（２２０、Ｌ２２０、Ｍ２２０）とを有し、第１、第２電極の少なくとも一方がセルに接触する電流測定部と、
第１、第２電極の間の電位差と、第１、第２電極の間の電流経路の抵抗値とに基づいて、第１、第２電極の間を流れる電流を検出する電流検出手段（３、４）とを備え、
電流測定部は、第１、第２電極の間に配置された絶縁層（２０１、２０２、２０３）を有し、
抵抗体は、絶縁層の両面を貫通して形成された貫通孔（２０１ａ、２０２ａ、２０３ａ）に埋め込まれた抵抗部材（２２１ａ、２２２ａ、２２３ａ）によって構成されており、
貫通孔の開口形状は、第１方向での第１開口幅（Ｌ１）の方が第１方向に直交する第２方向での第２開口幅（Ｌ２）よりも長い長尺形状であることを特徴としている。

ここで、貫通孔の加工の際に生じる寸法誤差が同じ場合、貫通孔の開口幅が長い方が、開口幅が短い場合と比較して、開口幅の設計寸法に対する実寸法の誤差が占める割合が小さくなる。

したがって、本発明では、検討例の電流測定部における１つの貫通孔の開口幅よりも貫通孔の第１開口幅を大きくすることで、検討例の電流測定部と比較して、第１開口幅の設計寸法に対する実寸法の誤差が占める割合を小さくできる。このため、製造ばらつきによる抵抗体の抵抗値のばらつきを低減できる。

よって、本発明によれば、検討例の電流測定部を用いた電流測定装置と比較して、電流測定精度を向上できる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、
絶縁層は、第１電極が表面に形成された第１電極側絶縁層（２０１）と、第２電極が表面に形成された第２電極側絶縁層（２０２、２０３）とを含み、
抵抗部材は、第１電極側絶縁層の両面を貫通する貫通孔（２０１ａ）に埋め込まれ、第１電極と接続された第１電極側抵抗部材（２２１ａ）と、第２電極側絶縁層の両面を貫通する貫通孔（２０２ａ、２０３ａ）に埋め込まれ、第２電極に接続された第２電極側抵抗部材（２２２ａ、２２３ａ）とを含み、
第１、第２電極側抵抗部材は、第１、第２電極の表面に平行な方向で互いに離間して配置されるとともに、第１電極側絶縁層と第２電極側絶縁層の間に形成された導体層（Ｋ２３３、Ｍ２３３）を介して互いに接続されており、
電流測定部は、第１電極の表面に設けられる第１凹部（２４１）と、第２電極の表面に設けられる第２凹部（２４２）の少なくとも一方を有し、
第１凹部は、第１電極の表面に垂直な方向で、第２電極側抵抗部材を第１電極の表面に投影したときに、第１電極の表面に投影された第２電極側抵抗部材の領域（Ｒ１）と重複する位置に設けられ、
第２凹部は、第２電極の表面に垂直な方向で、第１電極側抵抗部材を第２電極の表面に投影したときに、第２電極の表面に投影された第１電極側抵抗部材の領域（Ｒ２）と重複する位置に設けられることを特徴としている。

これによれば、第１電極の表面に第１凹部を有する場合では、電流測定部が第２電極側から圧力を受けたときに、電流測定部のうち第２電極側抵抗部材が形成された部位を、第１電極側にたわませることができる。これにより、第２電極とセルを接触させたときに、第２電極が受ける面圧を均一に近づけることができる。

同様に、第２電極の表面に第２凹部を有する場合では、電流測定部が第１電極側から圧力を受けたときに、電流測定部のうち第１電極側抵抗部材が形成された部位を、第２電極側にたわませることができる。これにより、第１電極とセルを接触させたときに、第１電極が受ける面圧を均一に近づけることができる。

このため、第１電極および第２電極をセルに接触させたときに生じる接触抵抗のばらつきを低減できる。よって、本発明によれば、検討例の電流測定部を用いた電流測定装置と比較して、電流測定精度を向上できる。

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、
導体層（Ｍ２３３）は、第１電極側抵抗部材と接続する第１接続領域（Ｍ１）と、第２電極側抵抗部材と接続する第２接続領域（Ｍ２）とを有し、第１接続領域と第２接続領域とに挟まれる領域の少なくとも一部を導体層の非形成領域（Ｍ３）としていることを特徴としている。

これによれば、第１接続領域と第２接続領域とに挟まれる領域の少なくとも一部を導体層の非形成領域とすることで、第１接続領域と第２接続領域とに挟まれる領域の全域を導体層の形成領域とする場合と比較して、導体層の抵抗値を増大できる。このため、抵抗体と導体層を含めた第１電極と第２電極との間の電流経路全体の抵抗値を増大できる。

ここで、抵抗体の抵抗値の誤差の大きさが同じ条件で比較すると、電流経路全体の抵抗値が大きいほど、電流経路全体の抵抗値に対する抵抗体の抵抗値の誤差が占める割合が小さくなる。

このため、本発明によれば、抵抗体の抵抗値を変更せずに、電流経路全体の抵抗値を増大させることで、電流経路全体の抵抗値のばらつきを低減できる。よって、本発明によれば、検討例の電流測定部を用いた電流測定装置と比較して、電流測定精度を向上できる。

請求項４に記載の発明では、複数のセル（１０ａ）が積層された燃料電池（１０）の内部を流れる電流を測定する電流測定部（２ａ）であって、 平板状の第１電極（２１１）と、第１電極に対向して配置された平板状の第２電極（２１２）と、第１、第２電極の間に配置され、第１、第２電極と電気的に接続された抵抗体（Ｋ２２０、Ｌ２２０、Ｍ２２０）とを有し、第１、第２電極の少なくとも一方がセルに接触する電流測定部と、
第１、第２電極の間の電位差と、第１、第２電極の間の電流経路の抵抗値とに基づいて、第１、第２電極の間を流れる電流を検出する電流検出手段（３、４）とを備え、
電流測定部は、第１電極が表面に形成された第１電極側絶縁層（２０１）と、第２電極が表面に形成された第２電極側絶縁層（２０２、２０３）とを有し、
抵抗体は、第１電極側絶縁層の両面を貫通する第１貫通孔（２０１ａ、Ｊ２０１ａ）に埋め込まれ、第１電極と接続された第１電極側抵抗部材（２２１ａ、Ｊ２２１ａ）と、第２電極側絶縁層の両面を貫通する第２貫通孔（２０２ａ、２０３ａ、Ｊ２０２ａ、Ｊ２０３ａ）に埋め込まれ、第２電極に接続された第２電極側抵抗部材（２２２ａ、２２３ａ、Ｊ２２２ａ、Ｊ２２３ａ）とを有して構成され、
第１、第２電極側抵抗部材は、第１、第２電極の表面に平行な方向で互いに離間して配置されるとともに、第１電極側絶縁層と第２電極側絶縁層の間に形成された導体層（Ｋ２３３、Ｍ２３３）を介して互いに接続されており、
電流測定部は、第１電極の表面に設けられる第１凹部（２４１）と、第２電極の表面に設けられる第２凹部（２４２）の少なくとも一方を有し、
第１凹部は、第１電極の表面に垂直な方向で、第２電極側抵抗部材を第１電極の表面に投影したときに、第１電極の表面に投影された第２電極側抵抗部材の領域（Ｒ１）と重複する位置に設けられ、
第２凹部は、第２電極の表面に垂直な方向で、第１電極側抵抗部材を第２電極の表面に投影したときに、第２電極の表面に投影された第１電極側抵抗部材の領域（Ｒ２）と重複する位置に設けられることを特徴としている。

これによれば、請求項２に記載の発明と同様の効果を奏する。

請求項５に記載の発明では、
複数のセル（１０ａ）が積層された燃料電池（１０）の内部を流れる電流を測定する電流測定部（２ａ）であって、平板状の第１電極（２１１）と、第１電極に対向して配置された平板状の第２電極（２１２）と、第１、第２電極の間に配置され、第１、第２電極と電気的に接続された抵抗体（Ｍ２２０、Ｎ２２０）とを有し、第１、第２電極の少なくとも一方がセルに接触する電流測定部と、
第１、第２電極の間の電位差と、第１、第２電極の間の電流経路の抵抗値とに基づいて、第１、第２電極の間を流れる電流を検出する電流検出手段（３、４）とを備え、
電流測定部は、第１電極が表面に形成された第１電極側絶縁層（２０１）と、第２電極が表面に形成された第２電極側絶縁層（２０２、２０３）とを有し、
抵抗体は、第１電極側絶縁層の両面を貫通する第１貫通孔（２０１ａ、Ｊ２０１ａ）に埋め込まれ、第１電極と接続された第１電極側抵抗部材（２２１ａ、Ｊ２２１ａ）と、第２電極側絶縁層の両面を貫通する第２貫通孔（２０２ａ、２０３ａ、Ｊ２０２ａ、Ｊ２０３ａ）に埋め込まれ、第２電極に接続された第２電極側抵抗部材（２２２ａ、２２３ａ、Ｊ２２２ａ、Ｊ２２３ａ）とを有して構成され、
第１、第２電極側抵抗部材は、第１、第２電極の表面に平行な方向で互いに離間して配置されるとともに、第１電極側絶縁層と第２電極側絶縁層の間に形成された導体層（Ｍ２３３）を介して互いに接続されており、
導体層は、第１電極側抵抗部材と接続する第１接続領域（Ｍ１）と、第２電極側抵抗部材と接続する第２接続領域（Ｍ２）とを有し、第１接続領域と第２接続領域とに挟まれる領域の少なくとも一部を導体層の非形成領域（Ｍ３）としていることを特徴としている。

これによれば、請求項３に記載の発明と同様の効果を奏する。

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を示す一例である。

第１実施形態における燃料電池システムの全体構成図である。 第１実施形態における電流測定装置１の構成図である。 図２中の１つの電流測定部２ａの断面図であり、図４中のＡ−Ａ線矢視断面図である。 図３に示す電流測定部２ａの分解斜視図である。 図３中の第１絶縁層２０１の上面図である。 検討例の電流測定部Ｊ２ａの断面図であり、図７中のＢ−Ｂ線矢視断面図である。 図６に示す電流測定部Ｊ２ａの分解斜視図である。 図６中の第１絶縁層２０１の上面図である。 第１〜第４実施形態の電流測定部のそれぞれにおける抵抗ばらつきの割合を示す図である。 第２実施形態の電流測定部２ａの断面図であり、図１１中のＣ−Ｃ線矢視断面図である。 図１０に示す電流測定部２ａの分解斜視図である。 第３実施形態の電流測定部２ａの断面図であり、図１３中のＤ−Ｄ線矢視断面図である。 図１２に示す電流測定部２ａの分解斜視図である。 第４実施形態の電流測定部２ａの断面図であり、図１５中のＥ−Ｅ線矢視断面図である。 図１４に示す電流測定部２ａの分解斜視図である。 図１４中の導体パターンＭ２３３の平面図である。 第３実施形態における導体パターンＫ２３３の平面図である。 第５実施形態の電流測定部２ａの断面図であり、図１８中のＦ−Ｆ線矢視断面図である。 図１８に示す電流測定部２ａの分解斜視図である。 他の実施形態における導体パターンの平面図である。

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、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
まず、図１に示す本実施形態の電流測定装置を適用した燃料電池システムについて説明する。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。

図１に示すように、燃料電池システムは、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。

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と記載する。）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。

（負極側）Ｈ_２→２Ｈ^＋＋２ｅ⁻
（正極側）２Ｈ^＋＋１／２Ｏ_２＋２ｅ⁻→Ｈ_２Ｏ
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。

さらに、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。

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。

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。

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、燃料電池１０へ供給される空気を加湿する機能を果たす。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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の電流検出回路３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。

次に、本実施形態の電流測定装置の詳細について説明する。

図２に示すように、電流測定装置１は、燃料電池１０の内部を流れる電流を測定するための測定板２と、電流検出回路３とを備えている。さらに、電流測定装置１は、図３に示す電圧センサ４を備えている。

図２に示すように、測定板２は、燃料電池１０の隣り合うセル１０ａの間に配置されるものである。測定板２は、複数の電流測定部２ａが一体に形成された板状部材である。電流測定部２ａは、セル１０ａのうち電流測定部２ａに対向する領域の電流を測定するものであり、後述するように、隣り合うセル１０ａの一方から他方へ流れる電流を測定する。複数の電流測定部２ａは、測定板２の面方向にマトリックス状に配置されている。これにより、測定板２を隣り合うセル１０ａの間に配置したとき、複数の電流測定部２ａがセル１０ａの面方向に複数配置されるので、本実施形態の電流測定装置１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。

ここで、図３〜図５を用いて、測定板２における１つの電流測定部２ａの構造について説明する。図５は、図３、４中の第１絶縁層２０１の上面図であって、第１絶縁層２０１の表面上の第１電極２１１を省略した図である。

図３、４に示すように、測定板２は、複数の絶縁層が積層された多層基板で構成されている。絶縁層は、主に熱可塑性樹脂で構成された樹脂層である。本実施形態では、多層基板は、絶縁層として、図３、４中の上から順に第１絶縁層２０１、第２絶縁層２０２、第３絶縁層２０３の３層の絶縁層が積層されている。

そして、電流測定部２ａは、多層基板の両面に配置された平板状の第１電極２１１および平板状の第２電極２１２と、多層基板の内部に配置された抵抗体２２０と、多層基板の内部に配置された第１、第２信号線２３１、２３２とを有している。

第１電極２１１は、電流測定部２ａが隣り合うセル１０ａの間に配置された状態で、隣り合うセル１０ａの一方と接触するように、多層基板のうち隣り合うセル１０ａの一方に対向する一面に形成されている。第１電極２１１は、複数の絶縁層のうち外側に位置する第１絶縁層２０１の片面（図３では上面）に形成された導体パターン（導体層）で構成されている。なお、第１電極２１１の表面２１１ａが隣り合うセル１０ａの一方と接触する。

第２電極２１２は、電流測定部２ａが隣り合うセル１０ａの間に配置された状態で、隣り合うセル１０ａの他方と接触するように、多層基板のうち隣り合うセル１０ａの他方に対向する他面に形成されている。第２電極２１２は、複数の絶縁層のうち外側に位置する第３絶縁層２０３の片面（図３では下面）に形成された導体パターン（導体層）で構成されている。なお、第２電極２１２の表面２１２ａが隣り合うセル１０ａの他方と接触する。

抵抗体２２０は、第１、第２電極２１１、２１２よりも抵抗値が大きな抵抗部材によって構成されるものであり、第１電極２１１と第２電極２１２の両方に電気的に接続されている。抵抗体２２０は、各絶縁層２０１、２０２、２０３に形成されたビアホール２０１ａ、２０２ａ、２０３ａに対して、抵抗体２２０を構成する抵抗部材２２１ａ、２２２ａ、２２３ａが埋め込まれることによって形成されている。ビアホール２０１ａ、２０２ａ、２０３ａは、それぞれ、第１、第２、第３絶縁層２０１、２０２、２０３の両面を貫通する貫通孔である。

図５に示すように、本実施形態では、１つの絶縁層に形成される抵抗体形成用のビアホールは、１つである。例えば、第１絶縁層２０１には、抵抗体形成用のビアホール２０１ａが１つ形成されている。そして、第１絶縁層２０１に形成されたビアホール２０１ａの開口形状は、楕円形状である。このため、ビアホール２０１ａの開口形状は、第１方向（本実施形態では、楕円の長軸方向）での第１開口幅Ｌ１の方が、第１方向に直交する第２方向（本実施形態では、楕円の短軸方向）での第２開口幅Ｌ２よりも長い長尺形状である。第２絶縁層２０２、第３絶縁層２０３のビアホール２０２ａ、２０３ａについても同様である。

また、図３に示すように、各絶縁層２０１、２０２、２０３に形成されたビアホール２０１ａ、２０２ａ、２０３ａは、第１、第２電極２１１、２１２の表面２１１ａ、２１２ａに平行な方向で、同じ位置に配置されている。このため、各絶縁層２０１、２０２、２０３のビアホール２０１ａ、２０２ａ、２０３ａに埋め込まれた抵抗部材２２１ａ、２２２ａ、２２３ａは、第１、第２電極２１１、２１２の表面２１１ａ、２１２ａに垂直な方向で連なっている（図４参照）。

なお、第１絶縁層２０１に形成された抵抗部材２２１ａは、第１電極２１１に直接接続されており、第３絶縁層２０３に形成された抵抗部材２２３ａは、第２電極２１２に直接接続されている。また、第１絶縁層２０１に形成された抵抗部材２２１ａと、第２絶縁層２０２に形成された抵抗部材２２２ａは、第２絶縁層２０２の片面（図３では上面）に形成された導体パターン２３３を介して接続されている。また、第２絶縁層２０２に形成された抵抗部材２２２ａと第３絶縁層２０３に形成された抵抗部材２２３ａは、直接接続されている。

したがって、本実施形態の抵抗体２２０は、第１、第２電極２１１、２１２の表面２１１ａ、２１２ａに対して垂直な方向に延伸するように配置されている。すなわち、抵抗体２２０は、抵抗体２２０の内部を電流が第１、第２電極２１１、２１２の表面２１１ａ、２１２ａに対して垂直な方向に流れるように配置されている。

第１、第２信号線２３１、２３２は、第１、第２電極２１１、２１２の間の電位差を電流測定部２ａの外部に取り出すものである。第１信号線２３１および第２信号線２３２は、第２絶縁層２０２の片面（図３では上面）に形成された導体パターン（導体層）で構成されている。したがって、第１、第２信号線２３１、２３２は、それぞれ、第１、第２電極２１１、２１２の間において、第１、第２電極２１１、２１２の表面２１１ａ、２１２ａに対して平行に延伸して配置されている。

第１信号線２３１は、抵抗体形成用のビアホール２０１ａとは別に、第１絶縁層２０１に形成された第１信号線用のビアホール２０１ｂに充填された接続部材２２１ｂを介して、第１電極２１１と電気的に接続されている。第１信号線用のビアホール２０１ｂの開口形状は、真円形状である（図５参照）。

第２信号線２３２は、抵抗体形成用のビアホール２０２ａ、２０３ａとは別に、第２、第３絶縁層２０２、２０３に形成された第２信号線用のビアホール２０２ｂ、２０３ｂに充填された接続部材２２２ｂ、２２３ｂを介して、第２電極２１２と電気的に接続されている。第２信号線用のビアホール２０２ｂ、２０３ｂの開口形状は、真円形状である。なお、本実施形態では、第１、信号線２３１と第１電極２１１を、１つのビアホール２０１ｂに充填された接続部材２２１ｂによって接続しているが、２つ以上のビアホール２０１ｂに充填された接続部材２２１ｂによって接続することが好ましい。第２信号線２３２と第２電極２１２の接続においても同様である。

このような構造の電流測定部２ａを有する測定板２は、次のようにして製造される。

まず、片面に銅箔等の導体箔からなる導体パターンが形成された複数の絶縁層２０１、２０２、２０３を用意する。

このとき、第１絶縁層２０１は、その片面に第１電極２１１が形成されている。また、第１絶縁層２０１には、抵抗体形成用のビアホール２０１ａと、第１信号線用のビアホール２０１ｂがレーザー加工によって形成されている。これらのビアホール２０１ａ、２０１ｂには、導電ペーストが充填されている。導電ペーストは、金属粒子と溶剤とによって構成されたものである。導電ペーストは、後述する加熱加圧の際に、金属粒子が焼結されることで抵抗部材２２１ａや接続部材２２１ｂとなる。金属粒子として、例えば、錫粒子と銀粒子を用いた場合、銀と錫の合金によって、抵抗部材２２１ａや接続部材２２１ｂが構成される。なお、金属粒子として、錫粒子と銅粒子を用いてもよく、この場合、銅と錫の合金によって、抵抗部材２２１ａや接続部材２２１ｂが構成される。

同様に、第２絶縁層２０２は、その片面に第１、第２信号線２３１、２３２および導体パターン２３３が形成されている。また、第２絶縁層２０２には、抵抗体形成用のビアホール２０２ａと、第２信号線用のビアホール２０２ｂがレーザー加工によって形成されている。これらのビアホール２０２ａ、２０２ｂには、上記した導電ペーストが充填されている。

同様に、第３絶縁層２０３は、その片面に第２電極２１２が形成されている。また、第３絶縁層２０３には、抵抗体形成用のビアホール２０３ａと、第２信号線用のビアホール２０３ｂがレーザー加工によって形成されている。これらのビアホール２０３ａ、２０３ｂには、上記した導電ペーストが充填されている。

そして、複数の絶縁層２０１、２０２、２０３を積層して積層体を形成する。このとき、第１絶縁層２０１の抵抗部材２２１ａと第２絶縁層２０２の導体パターン２３３とを対向させて、第１絶縁層２０１と第２絶縁層２０２とを積層する。第２、第３絶縁層２０２、２０３の抵抗部材２２２ａ、２２３ａ同士を対向させて、第２絶縁層２０２と第３絶縁層２０３とを積層する。

その後、積層体を加熱加圧することで、多層基板を成形する。このとき、複数の絶縁層２０１、２０２、２０３において隣り合う絶縁層同士が接着される。また、導電ペーストに含まれる金属粒子が焼結することで、各抵抗部材２２１ａ、２２２ａ、２２３ａおよび各接続部材２２１ｂ、２２２ｂ、２２３ｂが形成される。なお、本実施形態では、抵抗体２２０の１電極あたりの抵抗値が１００μΩ〜１０００μΩ程度となるように、抵抗体形成用の各ビアホール２０１ａ、２０２ａ、２０３ａの第１、第２開口幅Ｌ１、Ｌ２が設定される。

図３に示すように、第１信号線２３１と第２信号線２３２は、外部配線を介して、電圧センサ４と電気的に接続されている。電圧センサ４は、それぞれの電流測定部２ａにおける第１電極２１１と第２電極２１２の電位差を検出して、検出信号を電流検出回路３に出力する電位差検出手段である。

図２に示す電流検出回路３は、電圧センサ４で検出した電位差と、第１電極２１１と第２電極２１２の間の抵抗値とを用いて演算処理することにより、セル１０ａの各電流測定部２ａに対応する部位あたりの隣り合うセル１０ａの一方から他方へ流れる電流の大きさ（電流値）を検出する演算手段である。第１電極２１１と第２電極２１２の間の抵抗値は、予め測定され、電流検出回路３に記憶されている。電流検出回路３は、検出した電流値を制御装置５０へ出力する。したがって、本実施形態では、電圧センサ４と電流検出回路３が、第１、第２電極２１１、２１２の間を流れる電流の大きさを検出する電流検出手段を構成している。なお、電流検出回路３に電位差を検出する機能を持たせてもよい。この場合、電流検出回路３が電流を検出する電流検出手段を構成する。

次に、本実施形態の電流測定装置１による電流測定方法について説明する。燃料電池１０に水素および空気が供給されることで、燃料電池１０での発電が開始される。発電により生じた電流は、測定板２を挟んで隣り合うセル１０ａの一方から他方へ、測定板２を介して流れる。測定板２の各電流測定部２ａでは、抵抗体２２０を介して第１、第２電極２１１、２１２の一方から他方へ電流が流れる。

このとき、第１、第２電極２１１、２１２の間の電流経路は所定の抵抗値（Ｒ_１）を有するために、この電流経路を電流（電流値Ｉ_１）が流れることで、第１電極２１１と第２電極２１２の間に電位差ΔＶ（ΔＶ＝Ｒ_１×Ｉ_１）が生じる。

そこで、この電位差ΔＶを、第１、第２信号線２３１、２３２によって取り出し、電圧センサ４によって検出する。このとき、本実施形態では、第１信号線２３１は、接続部材２２１ｂを介して第１電極２１１と接続されているため、第１電極２１１と電位が等しい。同様に、第２信号線２３２は、接続部材２２２ｂ、２２３ｂを介して第２電極２１２と接続されているため、第２電極２１２と電位が等しい。このため、第１信号線２３１と第２信号線２３２の間の電位差は、第１電極２１１と第２電極２１２の間の電位差ΔＶと等しい。

そして、電流検出回路３は、電圧センサ４が検出した電位差を予め記憶されている抵抗値で除する演算処理を行うことで、各電流測定部２ａを通過した電流の大きさ（電流値）を算出することができる。

さらに、制御装置５０では、電流検出回路３によって得た各電流測定部２ａの電流値に基づいて、各セル１０ａの面内における電流分布を検出する。そして、制御装置５０は、検出された電流分布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のフィードバック制御を行う。これにより、燃料電池システムの効率および信頼性を向上させている。

なお、上述の燃料電池１０の発電状態は、各セル１０ａの交流インピーダンスの変化に基づいて推定することができる。ここで、本実施形態における交流インピーダンスの測定方法について簡単に説明すると、まず、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と電流検出回路３から入力された電流分布を測定する。そして、セルモニタ１１で測定した電圧値の変化と電流検出回路３から入力され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測定することができる。

次に、本実施形態の電流測定装置１と、図６〜８に示す検討例の電流測定部を用いた電流測定装置とを比較する。検討例の電流測定部Ｊ２ａは、本実施形態の電流測定部２ａに対して、抵抗体Ｊ２２０の形状が異なるものである。

図６、７に示すように、検討例の電流測定部Ｊ２ａでは、複数の絶縁層２０１、２０２、２０３のそれぞれに複数のビアホールＪ２０１ａ、Ｊ２０２ａ、Ｊ２０３ａが形成され、それらに抵抗部材Ｊ２２１ａ、Ｊ２２２ａ、Ｊ２２３ａが埋め込まれることで、第１、第２電極２１１、２１２の表面２１１ａ、２１２ａに対して垂直な方向に延伸する複数本の抵抗体Ｊ２２０が形成されている。

そして、図８に示すように、１つのビアホールＪ２０１ａの開口形状は、真円形状であり、第１方向の第１開口幅Ｌ１と第２方向の第２開口幅Ｌ２は同じ寸法Ｒａである（Ｌ１＝Ｌ２＝Ｒａ）。このビアホールＪ２０１ａは、レーザー加工によって形成される。ビアホールＪ２０２ａ、Ｊ２０３ａについても同様である。

これに対して、本実施形態の電流測定部２ａでは、各絶縁層２０１、２０２、２０３には、抵抗体形成用のビアホール２０１ａ、２０２ａ、２０３ａが１つのみ形成されている。そして、これらのビアホール２０１ａ、２０２ａ、２０３ａのそれぞれに抵抗部材２２１ａ、２２２ａ、２２３ａが埋め込まれることで、第１、第２電極２１１、２１２の表面２１１ａ、２１２ａに対して垂直な方向に延伸する１本の抵抗体２２０が形成されている。

このため、本実施形態の電流測定部２ａでは、１つのビアホールの開口幅が、検討例の電流測定部Ｊ２ａよりも大きくなっている。具体的には、図５に示すように、ビアホール２０１ａの第２開口幅Ｌ２を、図８に示すビアホールＪ２０１ａの開口幅と同じとし（Ｌ２＝Ｒａ）、第１開口幅Ｌ１を、第２開口幅Ｌ２の４倍の長さとしている（Ｌ１＝４Ｒａ）。したがって、ビアホール２０１ａの第１開口幅Ｌ１と第２開口幅Ｌ２の比であるアスペクト比は４：１である。ビアホール２０２ａ、２０３ａについても同様である。

ここで、ビアホール２０１ａ〜２０３ａの加工の際に生じる寸法誤差が同じ場合（例えば、±５μｍ）、開口幅が長い方が、開口幅が短い場合と比較して、開口幅の設計寸法に対する実寸法の誤差が占める割合が小さくなる。

したがって、本実施形態の電流測定部２ａによれば、検討例の電流測定部Ｊ２ａと比較して、１つのビアホールの開口幅を大きくしているので、開口幅の設計寸法に対する実寸法の誤差が占める割合を小さくできる。このため、製造ばらつきによる抵抗体の抵抗値のばらつきを低減できる。

よって、本実施形態の電流測定装置１によれば、検討例の電流測定部Ｊ２ａを用いた電流測定装置と比較して、電流測定精度を向上できる。

図９に、本実施形態の電流測定部２ａの抵抗ばらつきの測定結果を示す。図９の縦軸は、抵抗ばらつきの割合、すなわち、電流測定部２ａの抵抗全体のばらつきの割合を示している。この抵抗ばらつきの割合とは、上記した検討例の電流測定部Ｊ２ａにおける抵抗ばらつき（標準偏差σ）を１とした場合の各実施形態の電流測定部２ａにおける抵抗ばらつき（標準偏差σ）の割合（比率）である。

図９に示すように、本実施形態の電流測定部２ａにおける抵抗ばらつきは０．５であり、検討例の電流測定部Ｊ２ａと比較して、抵抗ばらつきを低減でき、電流測定精度を向上できることがわかる。

なお、ビアホール２０１ａ、２０２ａ、２０３ａの開口形状は、本実施形態のように楕円形状に限られず、第１方向での第１開口幅の方が第１方向に直交する第２方向での第２開口幅よりも長い長尺形状であれば、長方形等の他の形状であってもよい。

（第２実施形態）
図１０、１１に示すように、本実施形態は、電流測定部２ａの抵抗体Ｋ２２０が、第１実施形態の電流測定部２ａの抵抗体２２０と異なるとともに、第１、第２電極２１１、２１２のそれぞれの表面に凹部２４１、２４２を有するものである。本実施形態のその他の構成は、第１実施形態と同じである。

抵抗体Ｋ２２０は、第１抵抗部材Ｊ２２１ａと、第２抵抗部材Ｊ２２２ａと、第３抵抗部材Ｊ２２３ａと、導体パターン（すなわち、導体層）Ｋ２３３とによって構成されている。

第１抵抗部材Ｊ２２１ａ、第２抵抗部材Ｊ２２２ａ、第３抵抗部材Ｊ２２３ａは、それぞれ、検討例の電流測定部Ｊ２ａと同様に、開口形状が真円形状のビアホールＪ２０１ａ、Ｊ２０２ａ、Ｊ２０３ａに埋め込まれている。ビアホールＪ２０１ａ、Ｊ２０２ａ、Ｊ２０３ａは、それぞれ、検討例の電流測定部Ｊ２ａと同様に、各絶縁層２０１、２０２、２０３に４つずつ形成されている。

ただし、本実施形態の電流測定部２ａでは、検討例の電流測定部Ｊ２ａと異なり、第１抵抗部材Ｊ２２１ａと、第２抵抗部材Ｊ２２２ａおよび第３抵抗部材Ｊ２２３ａとが、第１、第２電極２１１、２１２の表面２１１ａ、２１２ａに平行な方向で互いに離間して配置されている。

本実施形態では、第１絶縁層２０１が、第１電極２１１が表面に形成された第１電極側絶縁層であり、ビアホールＪ２０１ａが第１電極側絶縁層の両面を貫通する第１貫通孔である。第２、第３絶縁層２０２、２０３が、第２電極２１２が表面に形成された第２電極側絶縁層であり、ビアホールＪ２０２ａ、Ｊ２０３ａが第２電極側絶縁層の両面を貫通する第２貫通孔である。また、第１抵抗部材Ｊ２２１ａが、第１電極２１１に接続する第１電極側抵抗部材であり、第２、第３抵抗部材Ｊ２２２ａ、Ｊ２２３ａが、第２電極２１２に接続する第２電極側抵抗部材である。なお、第２、第３抵抗部材Ｊ２２２ａ、Ｊ２２３ａは、直線状に連なっているので、１つの抵抗部材とみなせる。第２、第３絶縁層２０２、２０３は、直線状に連なる１つの抵抗部材Ｊ２２２ａ、Ｊ２２２３ａが形成されているので、１つの絶縁層とみなせる。

第２、第３抵抗部材Ｊ２２２ａ、Ｊ２２３ａは、第２絶縁層２０２の片面（図１０、１１では上面）に形成された導体パターンＫ２３３を介して互いに接続されている。このため、導体パターンＫ２３３は、検討例の電流測定部Ｊ２ａの導体パターン２３３と形状が異なり、検討例の導体パターン２３３よりも面積が広くなっている。

そして、本実施形態の電流測定部２ａは、第１電極２１１の表面２１１ａに第１凹部２４１が設けられているとともに、第２電極２１２の表面２１２ａに第２凹部２４２が設けられている。本実施形態では、第１凹部２４１は、第１絶縁層２０１を貫通して第２絶縁層２０２の表面上の導体パターンＫ２３３に到達する深さである。第２凹部２４２は、第３絶縁層２０３を貫通して第２絶縁層２０２に到達する深さである。

第１凹部２４１は、第１電極２１１の表面２１１ａに垂直な方向で、第２、第３抵抗部材Ｊ２２２ａ、Ｊ２２３ａを第１電極２１１の表面２１１ａに投影したときに、第１電極２１１の表面２１１ａに投影された第２、第３抵抗部材Ｊ２２２ａ、Ｊ２２３ａの領域Ｒ１と重複する位置に設けられている。第２凹部２４２は、第２電極２１２の表面２１２ａに垂直な方向で、第１抵抗部材Ｊ２２１ａを第２電極２１２の表面２１２ａに投影したときに、第２電極２１２の表面２１２ａに投影された第１抵抗部材Ｊ２２１ａの領域Ｒ２と重複する位置に設けられている。

本実施形態の電流測定部２ａは、第１凹部２４１を有することで、電流測定部２ａが第２電極２１２側から圧力を受けたときに、電流測定部２ａのうち第２、第３抵抗部材Ｊ２２２ａ、２２３ａが形成された部位を、第１電極２１１側にたわませることができる。これにより、第２電極２１２とセル１０ａを接触させたときに、第２電極２１２が受ける面圧を均一に近づけることができる。

同様に、本実施形態の電流測定部２ａは、第２凹部２４２を有することで、電流測定部２ａが第１電極２１１側から圧力を受けたときに、電流測定部２ａのうち第１抵抗部材Ｊ２２１ａが形成された部位を、第２電極２１２側にたわませることができる。これにより、第１電極２１１とセル１０ａを接触させたときに、第１電極２１１が受ける面圧を均一に近づけることができる。

このため、第１電極２１１および第２電極２１２をセル１０ａに接触させたときに生じる接触抵抗のばらつきを低減できる。具体的には、図９に示すように、本実施形態の電流測定部２ａにおける接触抵抗を含む抵抗全体の抵抗ばらつきを０．２５にすることができる。

よって、本実施形態の電流測定装置１によれば、検討例の電流測定部Ｊ２ａを用いた電流測定装置と比較して、電流測定精度を向上できる。

（第３実施形態）
図１２、１３に示すように、本実施形態は、電流測定部２ａの抵抗体Ｌ２２０が、第１実施形態の電流測定部２ａの抵抗体２２０と異なるとともに、第１、第２電極２１１、２１２のそれぞれの表面に第１、第２凹部２４１、２４２を有するものである。本実施形態のその他の構成は、第１実施形態と同じである。

抵抗体Ｌ２２０は、第１抵抗部材２２１ａと、第２抵抗部材２２２ａと、第３抵抗部材２２３ａと、導体パターン（すなわち、導体層）Ｋ２３３とによって構成されている。

第１抵抗部材２２１ａ、第２抵抗部材２２２ａ、第３抵抗部材２２３ａは、それぞれ、第１実施形態の電流測定部２ａと同様に、開口形状が楕円形状のビアホール２０１ａ、２０２ａ、２０３ａに埋め込まれている。ビアホール２０１ａ、２０２ａ、２０３ａは、それぞれ、第１実施形態の電流測定部２ａと同様に、各絶縁層２０１、２０２、２０３に１つずつ形成されている。そして、第２実施形態と同様に、第１抵抗部材２２１ａと、第２、第３抵抗部材２２２ａ、２２３ａとが、第１、第２電極２１１、２１２の表面２１１ａ、２１２ａに平行な方向で互いに離間して配置されている。

導体パターンＫ２３３は、第２実施形態と同様に、第１抵抗部材２２１ａと第２、第３抵抗部材２２２ａ、Ｊ２２３ａとを互いに接続している。

本実施形態では、第１絶縁層２０１が第１電極側絶縁層であり、ビアホール２０１ａが第１貫通孔である。第２、第３絶縁層２０２、２０３が第２電極側絶縁層であり、ビアホール２０２ａ、２０３ａが第２貫通孔である。また、第１抵抗部材２２１ａが第１電極側抵抗部材であり、第２、第３抵抗部材２２２ａ、２２３ａが第２電極側抵抗部材である。

第１凹部２４１は、第２実施形態と同様に、第１電極２１１の表面２１１ａに垂直な方向で、第２、第３抵抗部材２２２ａ、２２３ａを第１電極２１１の表面２１１ａに投影したときに、第１電極２１１の表面２１１ａに投影された第２、第３抵抗部材２２２ａ、２２３ａの領域Ｒ１と重複する位置に設けられている。

第２凹部２４２は、第２実施形態と同様に、第２電極２１２の表面２１２ａに垂直な方向で、第１抵抗部材２２１ａを第２電極２１２の表面２１２ａに投影したときに、第２電極２１２の表面２１２ａに投影された第１抵抗部材２２１ａの領域Ｒ２と重複する位置に設けられている。

したがって、本実施形態によれば、第１実施形態の効果と第２実施形態の効果の両方を奏する。なお、図９に示すように、本実施形態の電流測定部２ａにおける接触抵抗を含む抵抗全体の抵抗ばらつきは０．２５であった。

（第４実施形態）
図１４、１５に示すように、本実施形態の電流測定部２ａは、第３実施形態の電流測定部２ａにおいて、第１抵抗部材２２１ａと第２、第３抵抗部材２２２ａ、２２３ａを接続する導体パターンＭ２３３の形状を変更したものである。

すなわち、本実施形態の電流測定部２ａの抵抗体Ｍ２２０は、第１抵抗部材２２１ａと、第２抵抗部材２２２ａと、第３抵抗部材２２３ａと、導体パターンＭ２３３とによって構成されている。抵抗体Ｍ２２０は、第１実施形態の抵抗体２２０に対応する。

導体パターンＭ２３３は、第１電極側抵抗部材である第１抵抗部材２２１ａと接続される第１接続領域Ｍ１と、第２電極側抵抗部材である第２、第３抵抗部材２２２ａ、２２３ａと接続される第２接続領域Ｍ２とに挟まれる領域が、導体パターンＭ２３３の非形成領域Ｍ３となっている。

図１６に示すように、本実施形態では、導体パターンＭ２３３の平面形状は、ロ字形状となっている。また、導体パターンＭ２３３の非形成領域Ｍ３の第１方向における長さは、第１、第２接続領域Ｍ１、Ｍ２の第１方向における長さと同じである。

本実施形態の導体パターンＭ２３３では、第１接続領域Ｍ１から第２接続領域Ｍ２へ電流が流れる際に、非形成領域Ｍ３を迂回して電流が流れる。一方、図１７に示すように、第３実施形態の導体パターンＫ２３３では、第１接続領域Ｍ１から第２接続領域Ｍ２へ電流は、電流経路長さが最短となるように、第２方向に直線状に流れる。このため、本実施形態の導体パターンＭ２３３によれば、第３実施形態の導体パターンＫ２３３と比較して、第１接続領域Ｍ１と第２接続領域Ｍ２との間の電流経路を長くでき、導体パターンＭ２３３の抵抗値を増大できる。

このように、本実施形態によれば、第１接続領域Ｍ１と第２接続領域Ｍ２とに挟まれる領域を導体パターンの非形成領域Ｍ３とすることで、第１接続領域Ｍ１と第２接続領域Ｍ２とに挟まれる領域の全域を導体パターンの形成領域とする場合と比較して、導体パターンＭ２３３の抵抗値を増大できる。このため、抵抗体Ｍ２２０と導体パターンＭ２３３を含めた第１電極２１１と第２電極２１２との間の電流経路全体の抵抗値を増大できる。

ここで、抵抗体を構成する抵抗部材２２１ａ、２２２ａ、２２３ａの抵抗値の誤差の大きさが同じ条件で比較すると、電流経路全体の抵抗値が大きいほど、電流経路全体の抵抗値に対する抵抗部材２２１ａ、２２２ａ、２２３ａの抵抗値の誤差が占める割合が小さくなる。

このため、本実施形態によれば、抵抗部材２２１ａ、２２２ａ、２２３ａの抵抗値を変更せずに、電流経路全体の抵抗値を増大させることで、電流経路全体の抵抗値のばらつきを低減できる。具体的には、図９に示すように、本実施形態の電流測定部２ａにおける接触抵抗を含む抵抗全体の抵抗ばらつきを０．２にすることができる。よって、本実施形態の電流測定装置１によれば、検討例の電流測定部Ｊ２ａを用いた電流測定装置と比較して、電流測定精度を向上できる。

なお、導体パターンＭ２３３の非形成領域Ｍ３の第１方向における長さは、任意に変更可能である。導体パターンＭ２３３のうち第１接続領域Ｍ１と第２接続領域Ｍ２とに挟まれる領域の少なくとも一部を導体層の非形成領域Ｍ３としていれば、導体パターンＭ２３３の非形成領域Ｍ３の第１方向における長さは、第１、第２接続領域Ｍ１、Ｍ２の第１方向における長さよりも短くてもよく、長くてもよい。

（第５実施形態）
図１８、１９に示すように、本実施形態は、電流測定部２ａの抵抗体Ｎ２２０が、第１実施形態の電流測定部２ａの抵抗体２２０と異なるものである。本実施形態のその他の構成は、第１実施形態と同じである。

抵抗体Ｎ２２０は、第１抵抗部材Ｊ２２１ａと、第２抵抗部材Ｊ２２２ａと、第３抵抗部材Ｊ２２３ａと、導体パターンＭ２３３とによって構成されている。

第１抵抗部材Ｊ２２１ａ、第２抵抗部材Ｊ２２２ａ、第３抵抗部材Ｊ２２３ａは、それぞれの形状および配置が、第２実施形態の第１抵抗部材Ｊ２２１ａ、第２抵抗部材Ｊ２２２ａ、第３抵抗部材Ｊ２２３ａと同じである。

導体パターンＭ２３３は、第４実施形態の導体パターンＭ２３３と同じ形状である。なお、本実施形態では、導体パターンＭ２３３の第１接続領域Ｍ１は、４つの第１抵抗部材２２１ａとの接続部を含む連続した領域である。同様に、導体パターンＭ２３３の第２接続領域Ｍ２は、４つの第２抵抗部材２２２ａとの接続部を含む連続した領域である。このため、本実施形態においても、第４実施形態と同様の効果を奏する。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、下記のように、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

（１）上記各実施形態では、測定板２が隣り合うセル１０ａの間に配置され、電流測定部２ａの第１、第２電極２１１、２１２の両方がそれぞれと対向するセル１０ａと接触していたが、測定板２は、積層された複数のセル１０ａのうち積層方向端部に配置されてもよい。この場合、電流測定部２ａの第１、第２電極２１１、２１２の一方がセル１０ａに接触し、第１、第２電極２１１、２１２の他方が集電板に接触する。

（２）上記各実施形態では、ビアホール２０１ａ〜２０３ａ、Ｊ２０１ａ〜Ｊ２０３ａを、レーザー加工によって形成したが、レーザー加工以外の加工、例えば、ドリビアホールを形成してもよい。

（３）第２〜第４実施形態では、第１凹部２４１と第２凹部２４２の両方を設けたが、どちらか一方のみを設けてもよい。

（４）第４、第５実施形態では、導体パターンＭ２３３の平面形状をロ字形状としたが、図２０に示すように、コ字形状に変更してよい。図２０に示す導体パターンＯ２３３は、２つのコ字形状部が互いに向かい合って配置されている。

（５）上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

１ 電流測定装置
２ａ 電流測定部
２２０ 抵抗体
２０１ 第１絶縁層（絶縁層）
２０１ａ ビアホール（貫通孔）
２０２ 第２絶縁層（絶縁層）
２０２ａ ビアホール（貫通孔）
２０３ 第３絶縁層（絶縁層）
２０３ａ ビアホール（貫通孔）
２２１ａ 抵抗部材（第１電極側抵抗部材）
２２２ａ 抵抗部材（第２電極側抵抗部材）
２２３ａ 抵抗部材（第２電極側抵抗部材）

Claims (5)

1. 複数のセル（１０ａ）が積層された燃料電池（１０）の内部を流れる電流を測定する電流測定部（２ａ）であって、 平板状の第１電極（２１１）と、前記第１電極に対向して配置された平板状の第２電極（２１２）と、前記第１、第２電極の間に配置され、前記第１、第２電極と電気的に接続された抵抗体（２２０、Ｌ２２０、Ｍ２２０）とを有し、前記第１、第２電極の少なくとも一方が前記セルに接触する電流測定部と、
   前記第１、第２電極の間の電位差と、前記第１、第２電極の間の電流経路の抵抗値とに基づいて、前記第１、第２電極の間を流れる電流を検出する電流検出手段（３、４）とを備え、
   前記電流測定部は、前記第１、第２電極の間に配置された絶縁層（２０１、２０２、２０３）を有し、
   前記抵抗体は、前記絶縁層の両面を貫通して形成された貫通孔（２０１ａ、２０２ａ、２０３ａ）に埋め込まれた抵抗部材（２２１ａ、２２２ａ、２２３ａ）によって構成されており、
   前記貫通孔の開口形状は、第１方向での第１開口幅（Ｌ１）の方が第１方向に直交する第２方向での第２開口幅（Ｌ２）よりも長い長尺形状であることを特徴とする電流測定装置。
2. 前記絶縁層は、前記第１電極が表面に形成された第１電極側絶縁層（２０１）と、前記第２電極が表面に形成された第２電極側絶縁層（２０２、２０３）とを含み、
   前記抵抗部材は、前記第１電極側絶縁層の両面を貫通する前記貫通孔としての第１貫通孔（２０１ａ）に埋め込まれ、前記第１電極と接続された第１電極側抵抗部材（２２１ａ）と、前記第２電極側絶縁層の両面を貫通する前記貫通孔としての第２貫通孔（２０２ａ、２０３ａ）に埋め込まれ、前記第２電極に接続された第２電極側抵抗部材（２２２ａ、２２３ａ）とを含み、
   前記第１、第２電極側抵抗部材は、前記第１、第２電極の表面に平行な方向で互いに離間して配置されるとともに、前記第１電極側絶縁層と前記第２電極側絶縁層の間に形成された導体層（Ｋ２３３、Ｍ２３３）を介して互いに接続されており、
   前記電流測定部は、前記第１電極の表面に設けられる第１凹部（２４１）と、前記第２電極の表面に設けられる第２凹部（２４２）の少なくとも一方を有し、
   前記第１凹部は、前記第１電極の表面に垂直な方向で、前記第２電極側抵抗部材を前記第１電極の表面に投影したときに、前記第１電極の表面に投影された前記第２電極側抵抗部材の領域（Ｒ１）と重複する位置に設けられ、
   前記第２凹部は、前記第２電極の表面に垂直な方向で、前記第１電極側抵抗部材を前記第２電極の表面に投影したときに、前記第２電極の表面に投影された前記第１電極側抵抗部材の領域（Ｒ２）と重複する位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の電流測定装置。
3. 前記導体層（Ｍ２３３）は、前記第１電極側抵抗部材と接続する第１接続領域（Ｍ１）と、前記第２電極側抵抗部材と接続する第２接続領域（Ｍ２）とを有し、前記第１接続領域と前記第２接続領域とに挟まれる領域の少なくとも一部を前記導体層の非形成領域（Ｍ３）としていることを特徴とする請求項２に記載の電流測定装置。
4. 複数のセル（１０ａ）が積層された燃料電池（１０）の内部を流れる電流を測定する電流測定部（２ａ）であって、 平板状の第１電極（２１１）と、前記第１電極に対向して配置された平板状の第２電極（２１２）と、前記第１、第２電極の間に配置され、前記第１、第２電極と電気的に接続された抵抗体（Ｋ２２０、Ｌ２２０、Ｍ２２０）とを有し、前記第１、第２電極の少なくとも一方が前記セルに接触する電流測定部と、
   前記第１、第２電極の間の電位差と、前記第１、第２電極の間の電流経路の抵抗値とに基づいて、前記第１、第２電極の間を流れる電流を検出する電流検出手段（３、４）とを備え、
   前記電流測定部は、前記第１電極が表面に形成された第１電極側絶縁層（２０１）と、前記第２電極が表面に形成された第２電極側絶縁層（２０２、２０３）とを有し、
   前記抵抗体は、前記第１電極側絶縁層の両面を貫通する第１貫通孔（２０１ａ、Ｊ２０１ａ）に埋め込まれ、前記第１電極と接続された第１電極側抵抗部材（２２１ａ、Ｊ２２１ａ）と、前記第２電極側絶縁層の両面を貫通する第２貫通孔（２０２ａ、２０３ａ、Ｊ２０２ａ、Ｊ２０３ａ）に埋め込まれ、前記第２電極に接続された第２電極側抵抗部材（２２２ａ、２２３ａ、Ｊ２２２ａ、Ｊ２２３ａ）とを有して構成され、
   前記第１、第２電極側抵抗部材は、前記第１、第２電極の表面に平行な方向で互いに離間して配置されるとともに、前記第１電極側絶縁層と前記第２電極側絶縁層の間に形成された導体層（Ｋ２３３、Ｍ２３３）を介して互いに接続されており、
   前記電流測定部は、前記第１電極の表面に設けられる第１凹部（２４１）と、前記第２電極の表面に設けられる第２凹部（２４２）の少なくとも一方を有し、
   前記第１凹部は、前記第１電極の表面に垂直な方向で、前記第２電極側抵抗部材を前記第１電極の表面に投影したときに、前記第１電極の表面に投影された前記第２電極側抵抗部材の領域（Ｒ１）と重複する位置に設けられ、
   前記第２凹部は、前記第２電極の表面に垂直な方向で、前記第１電極側抵抗部材を前記第２電極の表面に投影したときに、前記第２電極の表面に投影された前記第１電極側抵抗部材の領域（Ｒ２）と重複する位置に設けられることを特徴とする電流測定装置。
5. 複数のセル（１０ａ）が積層された燃料電池（１０）の内部を流れる電流を測定する電流測定部（２ａ）であって、平板状の第１電極（２１１）と、前記第１電極に対向して配置された平板状の第２電極（２１２）と、前記第１、第２電極の間に配置され、前記第１、第２電極と電気的に接続された抵抗体（Ｍ２２０、Ｎ２２０）とを有し、前記第１、第２電極の少なくとも一方が前記セルに接触する電流測定部と、
   前記第１、第２電極の間の電位差と、前記第１、第２電極の間の電流経路の抵抗値とに基づいて、前記第１、第２電極の間を流れる電流を検出する電流検出手段（３、４）とを備え、
   前記電流測定部は、前記第１電極が表面に形成された第１電極側絶縁層（２０１）と、前記第２電極が表面に形成された第２電極側絶縁層（２０２、２０３）とを有し、
   前記抵抗体は、前記第１電極側絶縁層の両面を貫通する第１貫通孔（２０１ａ、Ｊ２０１ａ）に埋め込まれ、前記第１電極と接続された第１電極側抵抗部材（２２１ａ、Ｊ２２１ａ）と、前記第２電極側絶縁層の両面を貫通する第２貫通孔（２０２ａ、２０３ａ、Ｊ２０２ａ、Ｊ２０３ａ）に埋め込まれ、前記第２電極に接続された第２電極側抵抗部材（２２２ａ、２２３ａ、Ｊ２２２ａ、Ｊ２２３ａ）とを有して構成され、
   前記第１、第２電極側抵抗部材は、前記第１、第２電極の表面に平行な方向で互いに離間して配置されるとともに、前記第１電極側絶縁層と前記第２電極側絶縁層の間に形成された導体層（Ｍ２３３）を介して互いに接続されており、
   前記導体層は、前記第１電極側抵抗部材と接続する第１接続領域（Ｍ１）と、前記第２電極側抵抗部材と接続する第２接続領域（Ｍ２）とを有し、前記第１接続領域と前記第２接続領域とに挟まれる領域の少なくとも一部を前記導体層の非形成領域（Ｍ３）としていることを特徴とする電流測定装置。
   

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