JP4349811B2 - 積層電池用モニタ線についての検査方法、および検査装置 - Google Patents
積層電池用モニタ線についての検査方法、および検査装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の電極間に電解質を配置した複数の単電池をセパレータを介して直列接続して構成された積層電池本体における両端に位置する電極およびセパレータにそれぞれ接続されて対応する電極およびセパレータの電位を検出可能にする複数のモニタ線についての誤配線の有無を検査する積層電池用モニタ線についての検査方法および検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数の単電池（セル）を直列に接続して構成された積層電池として図３に示すような燃料電池４１が知られている。この場合、各単電池ＣＥａ，ＣＥｂ，ＣＥｃ，・・・，ＣＥｇ，ＣＥｈ（以下、特に区別しないときには「単電池ＣＥ」ともいう）は、一対の平板状の電極（プラスの電極Ｅｐとマイナスの電極Ｅｍ）間に電解質ＥＬが挟まれて構成されている。燃料電池４１は、このような構造の各単電池ＣＥ同士をセパレータＳＥを介して積層して構成された積層電池本体（セルスタック）４２と、積層電池本体４２の両端に位置する一対の電極Ｅｐ，Ｅｍおよび各セパレータＳＥのそれぞれに接続されて、これらの電極Ｅｐ，ＥｍおよびセパレータＳＥの電位を検出可能とする複数のモニタ線ＭＬａ，ＭＬｂ，ＭＬｃ，・・・，ＭＬｈ，ＭＬｉ（以下、特に区別しないときには「モニタ線ＭＬ」ともいう）とを備えて構成されている。この場合、各単電池ＣＥ間に介装される各セパレータＳＥは、セパレータＳＥを挟んで対向する一対の電極Ｅｐ，Ｅｍにそれぞれ供給される異種のガス同士を分離すると共に、セパレータＳＥの両側に位置する一対の単電池ＣＥ同士を電気的に接続する機能を有している。したがって、積層された複数の単電池ＣＥは、各ＳＥによって互いに直列接続される。
【０００３】
この燃料電池４１を出荷する際には、積層電池本体４２の中に不良の単電池ＣＥが含まれているか否かを検査する必要がある。一方、燃料電池４１の使用中においても、一部の単電池ＣＥが劣化して所定の出力が得られなくなることもある。したがって、ユーザーは、定期的に検査を実施して、劣化した単電池ＣＥを検出して交換する必要がある。このような不良または劣化した単電池ＣＥ（以下、「不良等の単電池ＣＥ」ともいう）を検出する場合、一般的に、負荷を接続した燃料電池４１における各単電池ＣＥのそれぞれの出力電圧を測定した後に、測定した出力電圧と予め設定された基準電圧とを比較して、測定した出力電圧が基準電圧未満のときに不良等の単電池ＣＥであると判別する。この場合、燃料電池４１中の各単電池ＣＥの各電極Ｅｐ，ＥｍやセパレータＳＥに電圧計を直接接触させるのが困難のため、例えば特開平８−３１５８４６号公報に開示されているように、各電極Ｅｐ，ＥｍやセパレータＳＥに予め配線されたモニタ線ＭＬを介して各単電池ＣＥの出力電圧を測定する。
【０００４】
したがって、この種の燃料電池４１では、図３に示すように、各モニタ線ＭＬが、対応する一対の電極Ｅｐ，Ｅｍおよび各セパレータＳＥにそれぞれ一対一で正確に配線されている必要がある。このため、燃料電池４１の製造時には、各モニタ線ＭＬに対してモニタ線検査処理を実施して、各モニタ線ＭＬについての誤配線の有無を検査している。
【０００５】
次に、発明者が既に開発しているモニタ線検査装置５１を使用したモニタ線検査の概要を説明する。まず、図４に示すように、燃料電池４１にモニタ線検査装置５１を接続する。この場合、モニタ線検査装置５１は、一例として、隣接する一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の抵抗値を４端子法に従って測定可能に構成されている。次いで、定電流源５から燃料電池４１に定電流Ｉを供給し、この状態において、制御判別部５４がスイッチボックス３のうちの各スイッチＳＷを切り替えることにより、隣接する一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の電圧（電位差）Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，・・・，Ｖｇ，Ｖｈ（以下、特に区別しないときには「電圧Ｖ」ともいう）を電圧検出回路６に順次測定させる。次いで、演算回路７が、測定された電圧Ｖと定電流Ｉの電流値とに基づいて、隣接する一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の抵抗値を測定（演算）する。次いで、制御判別部５４が、測定された抵抗値が予め設定した基準抵抗範囲（上限値Ｒｍａｘから下限値Ｒｍｉｎまでの範囲）内に含まれるか否かを判別し、基準抵抗範囲内に含まれているときには、隣接する一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬがいずれも正常に接続されていると判別する。一方、基準抵抗範囲内に含まれていないときには、制御判別部５４は、隣接する一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬのいずれかに誤配線が生じていると判別する。
【０００６】
このモニタ線検査方法では、各単電池ＣＥの抵抗値（内部抵抗値）Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，・・・，Ｒｇ，Ｒｈ（以下、特に区別しないときには「抵抗値Ｒ」ともいう。図３，４参照）がほぼ一定値（ばらつきの少ない状態）であることを前提として、かつ各抵抗値Ｒの最大値および最小値をそれぞれその上限値および下限値として上記した基準抵抗範囲を決定する。これにより、対応する一対の電極Ｅｐ，Ｅｍおよび各セパレータＳＥのそれぞれに各モニタ線ＭＬが一対一で正確に配線されているときには、隣接する一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の抵抗値は、これらのモニタ線ＭＬが接続されている単電池ＣＥの抵抗値Ｒとほぼ一致するため、基準抵抗範囲内に常に含まれる。したがって、測定した隣接する一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の抵抗値が基準抵抗範囲内に含まれるか否かによって、モニタ線ＭＬの誤配線を検出できる。例えば、図４に示すように、モニタ線ＭＬａ，ＭＬｂのように一対一で正常に配線されているときには、隣接する一対のモニタ線ＭＬａ，ＭＬｂ間の抵抗値は、単電池ＣＥａの内部抵抗値Ｒａとなって、必ず基準抵抗範囲内に含まれる。したがって、各モニタ線ＭＬは正常に配線されていると判別できる。一方、同図に示すモニタ線ＭＬｃ，ＭＬｄのように入れ替わって配線されている（誤配線されている）ときには、隣接する一対のモニタ線ＭＬｂ，ＭＬｃ間の抵抗値は、単電池ＣＥｂ，ＣＥｃの内部抵抗値Ｒｂ，Ｒｃの合計抵抗値となって、基準抵抗範囲外となる。したがって、誤配線が存在すると判別することができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−３１５８４６号公報（第２頁）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このモニタ線検査方法には、以下の改善すべきがある。すなわち、このモニタ線検査方法では、上記したように、各単電池ＣＥの抵抗値Ｒがほぼ一定値であることを前提としている。しかしながら、各単電池ＣＥの抵抗値Ｒが大きくばらついているときは、基準抵抗範囲も広くなる。このため、隣接する一対のモニタ線間の抵抗値が誤配線によって複数の単電池ＣＥの各抵抗値（内部抵抗値）Ｒの合計抵抗値となっていたとしても基準抵抗範囲に含まれることがある。例えば、直列に接続された各単電池ＣＥの内部抵抗値が、順番に５ｍΩ、０．６ｍΩ、８ｍΩ、３ｍΩ、０．７ｍΩおよび２ｍΩの場合、接続が正常な各モニタ線ＭＬをすべて正常であると判別するためには、基準抵抗範囲は、これらの内部抵抗値の最大値、最小値をそれぞれ上限値および下限値とする必要がある結果、０．６ｍΩ以上８ｍΩ以下となる。しかしながら、この場合、誤配線により、一対のモニタ線間の抵抗値が、隣接する５ｍΩと０．６ｍΩの合計抵抗値（５．６ｍΩ）となったとしても、基準抵抗範囲内に含まれるために正常であると誤って判別される。実際のところ、燃料電池４１での各単電池ＣＥの内部抵抗値は、０．４ｍΩ〜１０ｍΩの範囲で広くばらついている。したがって、このモニタ線検査方法では、誤配線を確実に検出するのは困難であり、この点を改善できるのが好ましい。
【０００９】
本発明は、かかる改善すべき点に鑑みてなされたものであり、モニタ線の誤配線を確実に検出し得る積層電池用モニタ線についての検査方法および検査装置を提供することを主目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく請求項１記載の積層電池用モニタ線についての検査方法は、一対の電極間に電解質を配置した複数の単電池をセパレータを介して直列接続して構成された積層電池本体と、当該積層電池本体の両端に位置する一対の前記電極および前記各セパレータのそれぞれに接続されて対応する当該電極および当該セパレータの電位を検出可能とする複数のモニタ線とを備えた積層電池における当該モニタ線についての誤配線の有無を検査する積層電池用モニタ線についての検査方法であって、前記複数のモニタ線の中から選定した連続して隣接する少なくとも３本のモニタ線における隣接する各一対のモニタ線間の抵抗値をそれぞれ測定する個別抵抗測定ステップと、前記選定したモニタ線のうちの両端部に位置する一対のモニタ線間の抵抗値を測定する全体抵抗測定ステップと、前記個別抵抗測定ステップにおいて測定したすべての前記抵抗値の合計抵抗値と前記全体抵抗測定ステップにおいて測定した前記抵抗値とを比較して、互いに同等のときには前記少なくとも３本のモニタ線の接続が正常であると判別し、同等でないときには前記少なくとも３本のモニタ線のいずれかに誤配線が生じていると判別する判別ステップとを実行する。
【００１１】
請求項２記載の積層電池用モニタ線についての検査方法は、請求項１記載の積層電池用モニタ線についての検査方法において、前記選定した少なくとも３本のモニタ線における一方の端部に位置する前記モニタ線を含んで連続して隣接する少なくとも３本のモニタ線を検査対象とする選定処理を順次実行することによって前記複数のモニタ線のすべてについて誤配線の有無を検査する。
【００１２】
請求項３記載の検査装置は、一対の電極間に電解質を配置した複数の単電池をセパレータを介して直列接続して構成された積層電池本体と、当該積層電池本体の両端に位置する一対の前記電極および前記各セパレータのそれぞれに接続されて対応する当該電極および当該セパレータの電位を検出可能とする複数のモニタ線とを備えた積層電池における当該モニタ線についての誤配線の有無を検査する検査装置であって、前記複数のモニタ線の中から選定した連続して隣接する少なくとも３本のモニタ線における隣接する各一対のモニタ線および当該少なくとも３本のモニタ線のうちの両端部に位置する一対のモニタ線を指定し、かつ前記少なくとも３本のモニタ線についての誤配線の有無を判別する制御判別部と、接続された前記一対のモニタ線間の抵抗値を測定する抵抗測定部と、前記制御判別部によって指定された前記各一対のモニタ線を前記抵抗測定部に順次接続する接続切替部とを備え、前記制御判別部は、前記測定されたすべての前記隣接する各一対のモニタ線間の抵抗値の合計抵抗値と前記測定された前記両端部に位置する一対のモニタ線間の抵抗値とを比較して、互いに同等のときには前記少なくとも３本のモニタ線の接続が正常であると判別し、同等でないときには前記少なくとも３本のモニタ線のいずれかに誤配線が生じていると判別する。
【００１３】
請求項４記載の検査装置は、請求項３記載の検査装置において、前記制御判別部は、前記選定した少なくとも３本のモニタ線における一方の端部に位置する前記モニタ線を含んで連続して隣接する少なくとも３本のモニタ線を検査対象とする選定処理を順次実行することによって前記複数のモニタ線のすべてについて誤配線の有無を判別する。
【００１４】
請求項５記載の検査装置は、請求項３または４記載の検査装置において、前記抵抗測定部は、前記直列接続された複数の単電池に定電流を出力する定電流源と、前記接続切替部によって接続された前記一対のモニタ線間の電圧を検出する電圧検出回路と、当該電圧検出回路によって検出された電圧および前記定電流の電流値に基づいて前記一対のモニタ線間の抵抗値を演算する演算回路とを備えて構成されている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る積層電池用モニタ線についての検査方法および検査装置の好適な実施の形態について説明する。なお、積層電池の一例として上記した燃料電池４１を測定対象電池とする例について説明する。
【００１６】
燃料電池４１は、図３に示すように、複数の単電池ＣＥ，ＣＥ同士をセパレータＳＥを介して積層して構成された積層電池本体４２と、積層電池本体４２の両端に位置する一対の電極Ｅｐ，Ｅｍおよび各セパレータＳＥのそれぞれに接続されて、これらの電極Ｅｐ，ＥｍおよびセパレータＳＥの各電位を検出可能とする複数のモニタ線ＭＬとを備えて構成されている。
【００１７】
次いで、モニタ線検査装置（検査装置）１の構成について、図４を参照して説明する。
【００１８】
モニタ線検査装置１は、同図に示すように、抵抗測定部２、スイッチボックス３および制御判別部４を備えている。この場合、抵抗測定部２は、定電流源５、電圧検出回路６および演算回路７を備えて構成されている。定電流源５は、制御信号Ｓｃ１を入力しているときに燃料電池４１の積層電池本体４２に定電流Ｉを供給する。電圧検出回路６は、スイッチボックス３を介して、一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の電圧Ｖを測定する。演算回路７は、電圧検出回路６によって測定された一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の電圧Ｖと定電流Ｉの電流値とに基づいて一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の抵抗値を測定（演算）してその抵抗値についての抵抗値データＤｒを出力する。スイッチボックス３は、本発明における接続切替部に相当し、複数のスイッチ（リレーや半導体スイッチ素子等）ＳＷを備えて構成されて、抵抗測定部２の電圧検出回路６と各モニタ線ＭＬとの間に配設されている。また、スイッチボックス３は、入力した制御信号Ｓｃ２によって各スイッチＳＷのオン・オフが制御されることにより、複数のモニタ線ＭＬのうちの任意の一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬを電圧検出回路６の入力端子に接続する。制御判別部４は、スイッチボックス３および定電流源５に対して制御信号Ｓｃ２，Ｓｃ１をそれぞれ出力することによってスイッチボックス３および定電流源５を制御する。また、制御判別部４は、演算回路７によって出力された抵抗値データＤｒを内部メモリに記憶すると共に、抵抗値データＤｒが示す抵抗値に基づいてモニタ線ＭＬの誤配線を検出する。
【００１９】
次いで、モニタ線検査装置１によって行われるモニタ線検査処理（検査方法）について、図１を参照して説明する。
【００２０】
まず、制御判別部４は、制御信号Ｓｃ１を出力することによって定電流源５を作動させて、積層電池本体４２への定電流Ｉの供給を開始する（ステップ１００）。次いで、制御判別部４は、未検査のモニタ線ＭＬの存在有無を判別し（ステップ１０１）、未検査のモニタ線ＭＬが存在すると判別したときは、未検査のモニタ線ＭＬの中から検査対象とする３本の連続して互いに隣接するモニタ線ＭＬ（の組）を選定する（ステップ１０２）。本実施の形態では、一例として、制御判別部４は、最初に、積層電池本体４２の一端側におけるプラスの電極Ｅｐのモニタ線ＭＬａから、他端側のマイナスの電極Ｅｍ側に向かって、モニタ線ＭＬｂ，ＭＬｃの順序で３本のモニタ線ＭＬからなる検査対象の組（ＭＬａ，ＭＬｂ，ＭＬｃ）を選定する。次いで、選定したモニタ線ＭＬのうちの最も他端側のモニタ線ＭＬｃを含み、そのモニタ線ＭＬｃから、他端側のマイナスの電極Ｅｍ側に向かって、モニタ線ＭＬｄ，ＭＬｅの順序で３本の連続して互いに隣接するモニタ線ＭＬからなる検査対象の組（ＭＬｃ，ＭＬｄ，ＭＬｅ）を選定する。これらの選定処理を順次実行して、図２に示すように、検査順に、モニタ線（ＭＬａ，ＭＬｂ，ＭＬｃ）の組、モニタ線（ＭＬｃ，ＭＬｄ，ＭＬｅ）の組、モニタ線（ＭＬｅ，ＭＬｆ，ＭＬｇ）の組およびモニタ線（ＭＬｇ，ＭＬｈ，ＭＬｉ）の組が選定される。
【００２１】
次いで、制御判別部４は、検査対象として選定したモニタ線（一例として、ＭＬａ，ＭＬｂ，ＭＬｃ）のうちのすべての隣接する一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の抵抗値（これらの各抵抗値を「個別抵抗値」ともいう）を抵抗測定部２に測定（演算）させる。（ステップ１０３：個別抵抗測定ステップ）。この場合、すべての隣接する一対のモニタ線ＭＬとは、（ＭＬａ，ＭＬｂ）および（ＭＬｂ，ＭＬｃ）である。したがって、制御判別部４は、制御信号Ｓｃ２をスイッチボックス３に出力して各スイッチＳＷのオン・オフを制御することにより、（ＭＬａ，ＭＬｂ）、（ＭＬｂ，ＭＬｃ）の順に一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬを指定して電圧検出回路６の各入力端子にそれぞれ接続させ、その都度、各一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の電圧Ｖを電圧検出回路６に測定させる。次いで、演算回路７が、制御判別部４の制御に従い、測定された各一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の各電圧Ｖと定電流源５によって供給されている定電流Ｉの電流値とに基づいて、各一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の各抵抗値（個別抵抗値）を順次測定し、その各測定値を抵抗値データＤｒとして制御判別部４に順次出力する。この際に、制御判別部４は、入力した抵抗値データＤｒを内部メモリに記憶する。なお、図４に示す燃料電池４１では、検査対象として選定されたモニタ線ＭＬａ，ＭＬｂ，ＭＬｃのうちの、モニタ線ＭＬａ，ＭＬｂはそれぞれ正常に配線され、モニタ線ＭＬｃはモニタ線ＭＬｄと入れ違った状態で配線されている。このため、図２に示すように、一対のモニタ線（ＭＬａ，ＭＬｂ）についての個別抵抗値は単電池ＣＥａの内部抵抗値Ｒａとして測定され、隣接する他の一対のモニタ線（ＭＬｂ，ＭＬｃ）についての個別抵抗値は単電池ＣＥｂ，ＣＥｃの各内部抵抗値Ｒｂ，Ｒｃの合計抵抗値（Ｒｂ＋Ｒｃ）として測定される。
【００２２】
次いで、制御判別部４は、検査対象のモニタ線ＭＬａ，ＭＬｂ，ＭＬｃのうちの両端部に位置する一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の抵抗値（この抵抗値を「全体抵抗値」ともいう）を抵抗測定部２に測定させる。（ステップ１０４：全体抵抗測定ステップ）。この場合、モニタ線ＭＬａ，ＭＬｃが両端部に位置する一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬに相当する。したがって、制御判別部４は、制御信号Ｓｃ２をスイッチボックス３に出力して各スイッチＳＷのオン・オフを制御することにより、その一対のモニタ線（ＭＬａ，ＭＬｃ）を指定して電圧検出回路６の各入力端子にそれぞれ接続して、両モニタ線ＭＬ，ＭＬ間の電圧Ｖを電圧検出回路６に測定させる。また、制御判別部４は、測定されたモニタ線ＭＬａ，ＭＬｃ間の電圧Ｖと定電流Ｉの電流値とに基づいて、モニタ線ＭＬａ，ＭＬｃ間の抵抗値（全体抵抗値）を演算回路７に測定させる。この場合、全体抵抗値は、図２に示すように、単電池ＣＥａ，ＣＥｂ，ＣＥｃにおける各内部抵抗値Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃの合計抵抗値（Ｒａ＋Ｒｂ＋Ｒｃ）として測定される。次いで、演算回路７が合計抵抗値を抵抗値データＤｒとして制御判別部４に出力し、制御判別部４が抵抗値データＤｒを内部メモリに記憶する。
【００２３】
次いで、制御判別部４は、内部メモリに記憶されている抵抗値データＤｒに基づいて、すべての隣接する一対のモニタ線（ＭＬａ，ＭＬｂ）およびモニタ線（ＭＬｂ，ＭＬｃ）についての各個別抵抗値の合計抵抗値を演算すると共に、その合計抵抗値と、同じく内部メモリに記憶されている抵抗値データＤｒに基づいて求められる両端部に位置する一対のモニタ線（ＭＬａ，ＭＬｃ）についての全体抵抗値とを比較する（ステップ１０５）。この場合、検査対象として選定したモニタ線ＭＬａ，ＭＬｂ，ＭＬｃについては、図２に示すように、個別抵抗値の合計抵抗値が、抵抗値Ｒａと抵抗値（Ｒｂ＋Ｒｃ）の合計抵抗値、つまり（Ｒａ＋Ｒｂ＋Ｒｃ）となり、全体抵抗値が、抵抗値（Ｒａ＋Ｒｂ＋Ｒｃ）となるため、両者の値は互いに同等となる。この場合、例えば、両者の比が所定許容範囲内（一例として±１０％以内）、または両者の差が所定許容範囲内（一例として±１ｍΩ以内）のときには、両者の値を互いに同等とする。同等か否かの判別については、以下、同様。したがって、制御判別部４は、選定したモニタ線ＭＬａ，ＭＬｂ，ＭＬｃが全て正常に接続されていると判別する（ステップ１０６）。次いで、制御判別部４は、この判別結果を内部メモリに記憶して（ステップ１０７）、ステップ１０１に戻る。
【００２４】
その後、制御判別部４は、モニタ線（ＭＬｃ，ＭＬｄ，ＭＬｅ）の組、モニタ線（ＭＬｅ，ＭＬｆ，ＭＬｇ）の組、およびモニタ線（ＭＬｇ，ＭＬｈ，ＭＬｉ）の組というように検査対象を順次変更しつつ、上記したモニタ線（ＭＬａ，ＭＬｂ，ＭＬｃ）の組に対する検査処理と同等の検査処理を各組に対して実施して、それぞれの判別結果を内部メモリに記憶する。本実施の形態では、図２に示すように、モニタ線（ＭＬｃ，ＭＬｄ，ＭＬｅ）の組が検査対象となった場合に、２つの隣接する一対のモニタ線（ＭＬｃ，ＭＬｄ）間およびモニタ線（ＭＬｄ，ＭＬｅ）間の各抵抗値（個別抵抗値）の合計抵抗値（Ｒｃ＋Ｒｃ＋Ｒｄ）と、一対のモニタ線（ＭＬｃ，ＭＬｅ）についての全体抵抗値（Ｒｄ）とが互いに同等ではなく、他の一対のモニタ線（ＭＬｅ，ＭＬｆ，ＭＬｇ）の組およびモニタ線（ＭＬｇ，ＭＬｈ，ＭＬｉ）の組では互いに同等となる。したがって、モニタ線（ＭＬｃ，ＭＬｄ，ＭＬｅ）の組が検査対象となったときにのみ、ステップ１０５における比較処理の後に、選定したモニタ線ＭＬｃ，ＭＬｄ，ＭＬｅの中に誤配線が存在すると判別する（ステップ１０８）。この際にも、制御判別部４は、この判別結果を内部メモリに記憶して（ステップ１０７）、ステップ１０１に戻る。
【００２５】
続いて、制御判別部４は、モニタ線（ＭＬｇ，ＭＬｈ，ＭＬｉ）の組に対する検査処理を実行してステップ１０１に移行した際に、未検査のモニタ線ＭＬが存在しないと判別してステップ１０９に移行する。この後、制御判別部４は、ステップ１０９において、内部メモリから検査結果を読み出すと共に、読み出した検査結果を出力して（例えば、モニタ線検査装置１が表示部を備えている場合には、表示部に検査結果を表示させて）、このモニタ線検査処理を終了する。
【００２６】
このように、このモニタ線検査方法およびモニタ線検査装置１によれば、検査対象として選定した３本の連続して隣接するモニタ線ＭＬにおけるすべての隣接する一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の抵抗値の合計抵抗値と、両端部に位置する一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の抵抗値とを比較して、これらが互いに同等か否かに基づいて、選定した３本の隣接するモニタ線ＭＬ内に誤って配線されたモニタ線ＭＬが含まれているか否かの判別を行うことにより、燃料電池４１内の各単電池ＣＥの内部抵抗値が大きくばらついていたとしても、誤配線されたモニタ線ＭＬの存在を確実に検出することができる。
【００２７】
また、選定した３本のモニタ線ＭＬにおける一方の端部に位置するモニタ線ＭＬを含んで連続して隣接する３本のモニタ線ＭＬを検査対象とする選定処理を順次実行して複数のモニタ線ＭＬのすべてについて誤配線の有無を判別することにより、すべてのモニタ線ＭＬにおける誤配線の有無を漏れなく確実にしかも効率的に検査することができる。さらに、燃料電池４１に定電流Ｉを出力する定電流源５と、一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の電圧Ｖを検出する電圧検出回路６と、検出された電圧Ｖおよび定電流Ｉの電流値に基づいて一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の抵抗値を演算する演算回路７とを備えて抵抗測定部２を構成したことにより、簡易な構成でありながら、複数のモニタ線ＭＬにおける誤配線の存在を確実に検出することができるため、モニタ線検査装置１を安価に構成することができる。
【００２８】
なお、本発明は、上述した本発明の実施の形態に限定されない。例えば、上記した実施の形態では、モニタ線ＭＬの中から連続して隣接する３本のモニタ線ＭＬを検査対象として選定する例について説明したが、３本以上である限り、隣接する任意のＮ（３以上の自然数）本のモニタ線ＭＬを検査対象として選定することができる。ただし、誤って配線されたモニタ線ＭＬを特定する場合、検査対象として選定するモニタ線ＭＬの本数が少ない方がよい。したがって、３本の連続して隣接するモニタ線ＭＬを検査対象とするのが好ましい。また、本発明における抵抗測定部を構成する電源は定電流源に限らず、所定電流値の電流を出力する電源で構成することもできる。この構成では、演算回路が電圧検出回路によって検出された電圧と電流源によって出力される電流の所定電流値とに基づいて一対のモニタ線間の抵抗値を演算する。さらに、燃料電池以外の各種積層電池におけるモニタ線の検査に本発明を適用することもできる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の積層電池用モニタ線についての検査方法および請求項３記載の検査装置によれば、複数のモニタ線の中から選定した連続して隣接する少なくとも３本のモニタ線における隣接する一対のモニタ線間の抵抗値をそれぞれ測定し、選定したモニタ線のうちの両端部に位置する一対のモニタ線間の抵抗値を測定し、すべての隣接する一対のモニタ線間の抵抗値の合計抵抗値と両端部に位置する一対のモニタ線間の抵抗値とを比較して、互いに同等のときには選定した各モニタ線の接続が正常であると判別し、同等でないときには選定したモニタ線のいずれかに誤配線が生じていると判別することにより、積層電池内の各単電池の内部抵抗が大きくばらついている場合であっても、誤って配線されたモニタ線の存在を確実に検出することができる。
【００３０】
また、請求項２記載の積層電池用モニタ線についての検査方法および請求項４記載の検査装置によれば、選定した少なくとも３本のモニタ線における一方の端部に位置するモニタ線を含んで連続して隣接する少なくとも３本のモニタ線を検査対象とする選定処理を順次実行することによって複数のモニタ線のすべてについて誤配線の有無を検査することにより、複数のモニタ線における誤配線の有無を漏れなく確実にしかも効率的に検査することができる。
【００３１】
また、請求項５記載の検査装置によれば、直列接続された複数の単電池に定電流を出力する定電流源と、一対のモニタ線間の電圧を検出する電圧検出回路と、検出された電圧および定電流の電流値に基づいて一対のモニタ線間の抵抗値を演算する演算回路とを備えて抵抗測定部を構成したことにより、簡易な構成でありながら、複数のモニタ線における誤配線の存在を確実に検出することができるため、検査装置を安価に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るモニタ線検査装置１によるモニタ線検査処理（モニタ線検査方法）を示すフローチャートである。
【図２】モニタ線検査装置１によるモニタ線検査処理を説明するための説明図である。
【図３】燃料電池４１の構造図である。
【図４】モニタ線検査装置１（５１）のブロック図である。
【符号の説明】
１ モニタ線検査装置
２ 抵抗測定部
３ スイッチボックス
４ 制御判別部
５ 定電流源
６ 電圧検出回路
７ 演算回路
４１ 燃料電池
４２ 積層電池本体
ＣＥ 単電池
ＥＬ 電解質
Ｅｐ，Ｅｍ 電極
Ｉ 定電流
ＭＬａ〜ＭＬｉ モニタ線
Ｒ 抵抗値
ＳＥ セパレータ
ＳＷ スイッチ
Ｓｃ１，Ｓｃ２ 制御信号
Ｖ 電圧
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の電極間に電解質を配置した複数の単電池をセパレータを介して直列接続して構成された積層電池本体における両端に位置する電極およびセパレータにそれぞれ接続されて対応する電極およびセパレータの電位を検出可能にする複数のモニタ線についての誤配線の有無を検査する積層電池用モニタ線についての検査方法および検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数の単電池（セル）を直列に接続して構成された積層電池として図３に示すような燃料電池４１が知られている。この場合、各単電池ＣＥａ，ＣＥｂ，ＣＥｃ，・・・，ＣＥｇ，ＣＥｈ（以下、特に区別しないときには「単電池ＣＥ」ともいう）は、一対の平板状の電極（プラスの電極Ｅｐとマイナスの電極Ｅｍ）間に電解質ＥＬが挟まれて構成されている。燃料電池４１は、このような構造の各単電池ＣＥ同士をセパレータＳＥを介して積層して構成された積層電池本体（セルスタック）４２と、積層電池本体４２の両端に位置する一対の電極Ｅｐ，Ｅｍおよび各セパレータＳＥのそれぞれに接続されて、これらの電極Ｅｐ，ＥｍおよびセパレータＳＥの電位を検出可能とする複数のモニタ線ＭＬａ，ＭＬｂ，ＭＬｃ，・・・，ＭＬｈ，ＭＬｉ（以下、特に区別しないときには「モニタ線ＭＬ」ともいう）とを備えて構成されている。この場合、各単電池ＣＥ間に介装される各セパレータＳＥは、セパレータＳＥを挟んで対向する一対の電極Ｅｐ，Ｅｍにそれぞれ供給される異種のガス同士を分離すると共に、セパレータＳＥの両側に位置する一対の単電池ＣＥ同士を電気的に接続する機能を有している。したがって、積層された複数の単電池ＣＥは、各ＳＥによって互いに直列接続される。
【０００３】
この燃料電池４１を出荷する際には、積層電池本体４２の中に不良の単電池ＣＥが含まれているか否かを検査する必要がある。一方、燃料電池４１の使用中においても、一部の単電池ＣＥが劣化して所定の出力が得られなくなることもある。したがって、ユーザーは、定期的に検査を実施して、劣化した単電池ＣＥを検出して交換する必要がある。このような不良または劣化した単電池ＣＥ（以下、「不良等の単電池ＣＥ」ともいう）を検出する場合、一般的に、負荷を接続した燃料電池４１における各単電池ＣＥのそれぞれの出力電圧を測定した後に、測定した出力電圧と予め設定された基準電圧とを比較して、測定した出力電圧が基準電圧未満のときに不良等の単電池ＣＥであると判別する。この場合、燃料電池４１中の各単電池ＣＥの各電極Ｅｐ，ＥｍやセパレータＳＥに電圧計を直接接触させるのが困難のため、例えば特開平８−３１５８４６号公報に開示されているように、各電極Ｅｐ，ＥｍやセパレータＳＥに予め配線されたモニタ線ＭＬを介して各単電池ＣＥの出力電圧を測定する。
【０００４】
したがって、この種の燃料電池４１では、図３に示すように、各モニタ線ＭＬが、対応する一対の電極Ｅｐ，Ｅｍおよび各セパレータＳＥにそれぞれ一対一で正確に配線されている必要がある。このため、燃料電池４１の製造時には、各モニタ線ＭＬに対してモニタ線検査処理を実施して、各モニタ線ＭＬについての誤配線の有無を検査している。
【０００５】
次に、発明者が既に開発しているモニタ線検査装置５１を使用したモニタ線検査の概要を説明する。まず、図４に示すように、燃料電池４１にモニタ線検査装置５１を接続する。この場合、モニタ線検査装置５１は、一例として、隣接する一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の抵抗値を４端子法に従って測定可能に構成されている。次いで、定電流源５から燃料電池４１に定電流Ｉを供給し、この状態において、制御判別部５４がスイッチボックス３のうちの各スイッチＳＷを切り替えることにより、隣接する一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の電圧（電位差）Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，・・・，Ｖｇ，Ｖｈ（以下、特に区別しないときには「電圧Ｖ」ともいう）を電圧検出回路６に順次測定させる。次いで、演算回路７が、測定された電圧Ｖと定電流Ｉの電流値とに基づいて、隣接する一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の抵抗値を測定（演算）する。次いで、制御判別部５４が、測定された抵抗値が予め設定した基準抵抗範囲（上限値Ｒｍａｘから下限値Ｒｍｉｎまでの範囲）内に含まれるか否かを判別し、基準抵抗範囲内に含まれているときには、隣接する一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬがいずれも正常に接続されていると判別する。一方、基準抵抗範囲内に含まれていないときには、制御判別部５４は、隣接する一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬのいずれかに誤配線が生じていると判別する。
【０００６】
このモニタ線検査方法では、各単電池ＣＥの抵抗値（内部抵抗値）Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，・・・，Ｒｇ，Ｒｈ（以下、特に区別しないときには「抵抗値Ｒ」ともいう。図３，４参照）がほぼ一定値（ばらつきの少ない状態）であることを前提として、かつ各抵抗値Ｒの最大値および最小値をそれぞれその上限値および下限値として上記した基準抵抗範囲を決定する。これにより、対応する一対の電極Ｅｐ，Ｅｍおよび各セパレータＳＥのそれぞれに各モニタ線ＭＬが一対一で正確に配線されているときには、隣接する一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の抵抗値は、これらのモニタ線ＭＬが接続されている単電池ＣＥの抵抗値Ｒとほぼ一致するため、基準抵抗範囲内に常に含まれる。したがって、測定した隣接する一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の抵抗値が基準抵抗範囲内に含まれるか否かによって、モニタ線ＭＬの誤配線を検出できる。例えば、図４に示すように、モニタ線ＭＬａ，ＭＬｂのように一対一で正常に配線されているときには、隣接する一対のモニタ線ＭＬａ，ＭＬｂ間の抵抗値は、単電池ＣＥａの内部抵抗値Ｒａとなって、必ず基準抵抗範囲内に含まれる。したがって、各モニタ線ＭＬは正常に配線されていると判別できる。一方、同図に示すモニタ線ＭＬｃ，ＭＬｄのように入れ替わって配線されている（誤配線されている）ときには、隣接する一対のモニタ線ＭＬｂ，ＭＬｃ間の抵抗値は、単電池ＣＥｂ，ＣＥｃの内部抵抗値Ｒｂ，Ｒｃの合計抵抗値となって、基準抵抗範囲外となる。したがって、誤配線が存在すると判別することができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−３１５８４６号公報（第２頁）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このモニタ線検査方法には、以下の改善すべきがある。すなわち、このモニタ線検査方法では、上記したように、各単電池ＣＥの抵抗値Ｒがほぼ一定値であることを前提としている。しかしながら、各単電池ＣＥの抵抗値Ｒが大きくばらついているときは、基準抵抗範囲も広くなる。このため、隣接する一対のモニタ線間の抵抗値が誤配線によって複数の単電池ＣＥの各抵抗値（内部抵抗値）Ｒの合計抵抗値となっていたとしても基準抵抗範囲に含まれることがある。例えば、直列に接続された各単電池ＣＥの内部抵抗値が、順番に５ｍΩ、０．６ｍΩ、８ｍΩ、３ｍΩ、０．７ｍΩおよび２ｍΩの場合、接続が正常な各モニタ線ＭＬをすべて正常であると判別するためには、基準抵抗範囲は、これらの内部抵抗値の最大値、最小値をそれぞれ上限値および下限値とする必要がある結果、０．６ｍΩ以上８ｍΩ以下となる。しかしながら、この場合、誤配線により、一対のモニタ線間の抵抗値が、隣接する５ｍΩと０．６ｍΩの合計抵抗値（５．６ｍΩ）となったとしても、基準抵抗範囲内に含まれるために正常であると誤って判別される。実際のところ、燃料電池４１での各単電池ＣＥの内部抵抗値は、０．４ｍΩ〜１０ｍΩの範囲で広くばらついている。したがって、このモニタ線検査方法では、誤配線を確実に検出するのは困難であり、この点を改善できるのが好ましい。
【０００９】
本発明は、かかる改善すべき点に鑑みてなされたものであり、モニタ線の誤配線を確実に検出し得る積層電池用モニタ線についての検査方法および検査装置を提供することを主目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく請求項１記載の積層電池用モニタ線についての検査方法は、一対の電極間に電解質を配置した複数の単電池をセパレータを介して直列接続して構成された積層電池本体と、当該積層電池本体の両端に位置する一対の前記電極および前記各セパレータのそれぞれに接続されて対応する当該電極および当該セパレータの電位を検出可能とする複数のモニタ線とを備えた積層電池における当該モニタ線についての誤配線の有無を検査する積層電池用モニタ線についての検査方法であって、前記複数のモニタ線の中から選定した連続して隣接する少なくとも３本のモニタ線における隣接する各一対のモニタ線間の抵抗値をそれぞれ測定する個別抵抗測定ステップと、前記選定したモニタ線のうちの両端部に位置する一対のモニタ線間の抵抗値を測定する全体抵抗測定ステップと、前記個別抵抗測定ステップにおいて測定したすべての前記抵抗値の合計抵抗値と前記全体抵抗測定ステップにおいて測定した前記抵抗値とを比較して、互いに同等のときには前記少なくとも３本のモニタ線の接続が正常であると判別し、同等でないときには前記少なくとも３本のモニタ線のいずれかに誤配線が生じていると判別する判別ステップとを実行する。
【００１１】
請求項２記載の積層電池用モニタ線についての検査方法は、請求項１記載の積層電池用モニタ線についての検査方法において、前記選定した少なくとも３本のモニタ線における一方の端部に位置する前記モニタ線を含んで連続して隣接する少なくとも３本のモニタ線を検査対象とする選定処理を順次実行することによって前記複数のモニタ線のすべてについて誤配線の有無を検査する。
【００１２】
請求項３記載の検査装置は、一対の電極間に電解質を配置した複数の単電池をセパレータを介して直列接続して構成された積層電池本体と、当該積層電池本体の両端に位置する一対の前記電極および前記各セパレータのそれぞれに接続されて対応する当該電極および当該セパレータの電位を検出可能とする複数のモニタ線とを備えた積層電池における当該モニタ線についての誤配線の有無を検査する検査装置であって、前記複数のモニタ線の中から選定した連続して隣接する少なくとも３本のモニタ線における隣接する各一対のモニタ線および当該少なくとも３本のモニタ線のうちの両端部に位置する一対のモニタ線を指定し、かつ前記少なくとも３本のモニタ線についての誤配線の有無を判別する制御判別部と、接続された前記一対のモニタ線間の抵抗値を測定する抵抗測定部と、前記制御判別部によって指定された前記各一対のモニタ線を前記抵抗測定部に順次接続する接続切替部とを備え、前記制御判別部は、前記測定されたすべての前記隣接する各一対のモニタ線間の抵抗値の合計抵抗値と前記測定された前記両端部に位置する一対のモニタ線間の抵抗値とを比較して、互いに同等のときには前記少なくとも３本のモニタ線の接続が正常であると判別し、同等でないときには前記少なくとも３本のモニタ線のいずれかに誤配線が生じていると判別する。
【００１３】
請求項４記載の検査装置は、請求項３記載の検査装置において、前記制御判別部は、前記選定した少なくとも３本のモニタ線における一方の端部に位置する前記モニタ線を含んで連続して隣接する少なくとも３本のモニタ線を検査対象とする選定処理を順次実行することによって前記複数のモニタ線のすべてについて誤配線の有無を判別する。
【００１４】
請求項５記載の検査装置は、請求項３または４記載の検査装置において、前記抵抗測定部は、前記直列接続された複数の単電池に定電流を出力する定電流源と、前記接続切替部によって接続された前記一対のモニタ線間の電圧を検出する電圧検出回路と、当該電圧検出回路によって検出された電圧および前記定電流の電流値に基づいて前記一対のモニタ線間の抵抗値を演算する演算回路とを備えて構成されている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る積層電池用モニタ線についての検査方法および検査装置の好適な実施の形態について説明する。なお、積層電池の一例として上記した燃料電池４１を測定対象電池とする例について説明する。
【００１６】
燃料電池４１は、図３に示すように、複数の単電池ＣＥ，ＣＥ同士をセパレータＳＥを介して積層して構成された積層電池本体４２と、積層電池本体４２の両端に位置する一対の電極Ｅｐ，Ｅｍおよび各セパレータＳＥのそれぞれに接続されて、これらの電極Ｅｐ，ＥｍおよびセパレータＳＥの各電位を検出可能とする複数のモニタ線ＭＬとを備えて構成されている。
【００１７】
次いで、モニタ線検査装置（検査装置）１の構成について、図４を参照して説明する。
【００１８】
モニタ線検査装置１は、同図に示すように、抵抗測定部２、スイッチボックス３および制御判別部４を備えている。この場合、抵抗測定部２は、定電流源５、電圧検出回路６および演算回路７を備えて構成されている。定電流源５は、制御信号Ｓｃ１を入力しているときに燃料電池４１の積層電池本体４２に定電流Ｉを供給する。電圧検出回路６は、スイッチボックス３を介して、一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の電圧Ｖを測定する。演算回路７は、電圧検出回路６によって測定された一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の電圧Ｖと定電流Ｉの電流値とに基づいて一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の抵抗値を測定（演算）してその抵抗値についての抵抗値データＤｒを出力する。スイッチボックス３は、本発明における接続切替部に相当し、複数のスイッチ（リレーや半導体スイッチ素子等）ＳＷを備えて構成されて、抵抗測定部２の電圧検出回路６と各モニタ線ＭＬとの間に配設されている。また、スイッチボックス３は、入力した制御信号Ｓｃ２によって各スイッチＳＷのオン・オフが制御されることにより、複数のモニタ線ＭＬのうちの任意の一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬを電圧検出回路６の入力端子に接続する。制御判別部４は、スイッチボックス３および定電流源５に対して制御信号Ｓｃ２，Ｓｃ１をそれぞれ出力することによってスイッチボックス３および定電流源５を制御する。また、制御判別部４は、演算回路７によって出力された抵抗値データＤｒを内部メモリに記憶すると共に、抵抗値データＤｒが示す抵抗値に基づいてモニタ線ＭＬの誤配線を検出する。
【００１９】
次いで、モニタ線検査装置１によって行われるモニタ線検査処理（検査方法）について、図１を参照して説明する。
【００２０】
まず、制御判別部４は、制御信号Ｓｃ１を出力することによって定電流源５を作動させて、積層電池本体４２への定電流Ｉの供給を開始する（ステップ１００）。次いで、制御判別部４は、未検査のモニタ線ＭＬの存在有無を判別し（ステップ１０１）、未検査のモニタ線ＭＬが存在すると判別したときは、未検査のモニタ線ＭＬの中から検査対象とする３本の連続して互いに隣接するモニタ線ＭＬ（の組）を選定する（ステップ１０２）。本実施の形態では、一例として、制御判別部４は、最初に、積層電池本体４２の一端側におけるプラスの電極Ｅｐのモニタ線ＭＬａから、他端側のマイナスの電極Ｅｍ側に向かって、モニタ線ＭＬｂ，ＭＬｃの順序で３本のモニタ線ＭＬからなる検査対象の組（ＭＬａ，ＭＬｂ，ＭＬｃ）を選定する。次いで、選定したモニタ線ＭＬのうちの最も他端側のモニタ線ＭＬｃを含み、そのモニタ線ＭＬｃから、他端側のマイナスの電極Ｅｍ側に向かって、モニタ線ＭＬｄ，ＭＬｅの順序で３本の連続して互いに隣接するモニタ線ＭＬからなる検査対象の組（ＭＬｃ，ＭＬｄ，ＭＬｅ）を選定する。これらの選定処理を順次実行して、図２に示すように、検査順に、モニタ線（ＭＬａ，ＭＬｂ，ＭＬｃ）の組、モニタ線（ＭＬｃ，ＭＬｄ，ＭＬｅ）の組、モニタ線（ＭＬｅ，ＭＬｆ，ＭＬｇ）の組およびモニタ線（ＭＬｇ，ＭＬｈ，ＭＬｉ）の組が選定される。
【００２１】
次いで、制御判別部４は、検査対象として選定したモニタ線（一例として、ＭＬａ，ＭＬｂ，ＭＬｃ）のうちのすべての隣接する一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の抵抗値（これらの各抵抗値を「個別抵抗値」ともいう）を抵抗測定部２に測定（演算）させる。（ステップ１０３：個別抵抗測定ステップ）。この場合、すべての隣接する一対のモニタ線ＭＬとは、（ＭＬａ，ＭＬｂ）および（ＭＬｂ，ＭＬｃ）である。したがって、制御判別部４は、制御信号Ｓｃ２をスイッチボックス３に出力して各スイッチＳＷのオン・オフを制御することにより、（ＭＬａ，ＭＬｂ）、（ＭＬｂ，ＭＬｃ）の順に一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬを指定して電圧検出回路６の各入力端子にそれぞれ接続させ、その都度、各一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の電圧Ｖを電圧検出回路６に測定させる。次いで、演算回路７が、制御判別部４の制御に従い、測定された各一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の各電圧Ｖと定電流源５によって供給されている定電流Ｉの電流値とに基づいて、各一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の各抵抗値（個別抵抗値）を順次測定し、その各測定値を抵抗値データＤｒとして制御判別部４に順次出力する。この際に、制御判別部４は、入力した抵抗値データＤｒを内部メモリに記憶する。なお、図４に示す燃料電池４１では、検査対象として選定されたモニタ線ＭＬａ，ＭＬｂ，ＭＬｃのうちの、モニタ線ＭＬａ，ＭＬｂはそれぞれ正常に配線され、モニタ線ＭＬｃはモニタ線ＭＬｄと入れ違った状態で配線されている。このため、図２に示すように、一対のモニタ線（ＭＬａ，ＭＬｂ）についての個別抵抗値は単電池ＣＥａの内部抵抗値Ｒａとして測定され、隣接する他の一対のモニタ線（ＭＬｂ，ＭＬｃ）についての個別抵抗値は単電池ＣＥｂ，ＣＥｃの各内部抵抗値Ｒｂ，Ｒｃの合計抵抗値（Ｒｂ＋Ｒｃ）として測定される。
【００２２】
次いで、制御判別部４は、検査対象のモニタ線ＭＬａ，ＭＬｂ，ＭＬｃのうちの両端部に位置する一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の抵抗値（この抵抗値を「全体抵抗値」ともいう）を抵抗測定部２に測定させる。（ステップ１０４：全体抵抗測定ステップ）。この場合、モニタ線ＭＬａ，ＭＬｃが両端部に位置する一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬに相当する。したがって、制御判別部４は、制御信号Ｓｃ２をスイッチボックス３に出力して各スイッチＳＷのオン・オフを制御することにより、その一対のモニタ線（ＭＬａ，ＭＬｃ）を指定して電圧検出回路６の各入力端子にそれぞれ接続して、両モニタ線ＭＬ，ＭＬ間の電圧Ｖを電圧検出回路６に測定させる。また、制御判別部４は、測定されたモニタ線ＭＬａ，ＭＬｃ間の電圧Ｖと定電流Ｉの電流値とに基づいて、モニタ線ＭＬａ，ＭＬｃ間の抵抗値（全体抵抗値）を演算回路７に測定させる。この場合、全体抵抗値は、図２に示すように、単電池ＣＥａ，ＣＥｂ，ＣＥｃにおける各内部抵抗値Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃの合計抵抗値（Ｒａ＋Ｒｂ＋Ｒｃ）として測定される。次いで、演算回路７が合計抵抗値を抵抗値データＤｒとして制御判別部４に出力し、制御判別部４が抵抗値データＤｒを内部メモリに記憶する。
【００２３】
次いで、制御判別部４は、内部メモリに記憶されている抵抗値データＤｒに基づいて、すべての隣接する一対のモニタ線（ＭＬａ，ＭＬｂ）およびモニタ線（ＭＬｂ，ＭＬｃ）についての各個別抵抗値の合計抵抗値を演算すると共に、その合計抵抗値と、同じく内部メモリに記憶されている抵抗値データＤｒに基づいて求められる両端部に位置する一対のモニタ線（ＭＬａ，ＭＬｃ）についての全体抵抗値とを比較する（ステップ１０５）。この場合、検査対象として選定したモニタ線ＭＬａ，ＭＬｂ，ＭＬｃについては、図２に示すように、個別抵抗値の合計抵抗値が、抵抗値Ｒａと抵抗値（Ｒｂ＋Ｒｃ）の合計抵抗値、つまり（Ｒａ＋Ｒｂ＋Ｒｃ）となり、全体抵抗値が、抵抗値（Ｒａ＋Ｒｂ＋Ｒｃ）となるため、両者の値は互いに同等となる。この場合、例えば、両者の比が所定許容範囲内（一例として±１０％以内）、または両者の差が所定許容範囲内（一例として±１ｍΩ以内）のときには、両者の値を互いに同等とする。同等か否かの判別については、以下、同様。したがって、制御判別部４は、選定したモニタ線ＭＬａ，ＭＬｂ，ＭＬｃが全て正常に接続されていると判別する（ステップ１０６）。次いで、制御判別部４は、この判別結果を内部メモリに記憶して（ステップ１０７）、ステップ１０１に戻る。
【００２４】
その後、制御判別部４は、モニタ線（ＭＬｃ，ＭＬｄ，ＭＬｅ）の組、モニタ線（ＭＬｅ，ＭＬｆ，ＭＬｇ）の組、およびモニタ線（ＭＬｇ，ＭＬｈ，ＭＬｉ）の組というように検査対象を順次変更しつつ、上記したモニタ線（ＭＬａ，ＭＬｂ，ＭＬｃ）の組に対する検査処理と同等の検査処理を各組に対して実施して、それぞれの判別結果を内部メモリに記憶する。本実施の形態では、図２に示すように、モニタ線（ＭＬｃ，ＭＬｄ，ＭＬｅ）の組が検査対象となった場合に、２つの隣接する一対のモニタ線（ＭＬｃ，ＭＬｄ）間およびモニタ線（ＭＬｄ，ＭＬｅ）間の各抵抗値（個別抵抗値）の合計抵抗値（Ｒｃ＋Ｒｃ＋Ｒｄ）と、一対のモニタ線（ＭＬｃ，ＭＬｅ）についての全体抵抗値（Ｒｄ）とが互いに同等ではなく、他の一対のモニタ線（ＭＬｅ，ＭＬｆ，ＭＬｇ）の組およびモニタ線（ＭＬｇ，ＭＬｈ，ＭＬｉ）の組では互いに同等となる。したがって、モニタ線（ＭＬｃ，ＭＬｄ，ＭＬｅ）の組が検査対象となったときにのみ、ステップ１０５における比較処理の後に、選定したモニタ線ＭＬｃ，ＭＬｄ，ＭＬｅの中に誤配線が存在すると判別する（ステップ１０８）。この際にも、制御判別部４は、この判別結果を内部メモリに記憶して（ステップ１０７）、ステップ１０１に戻る。
【００２５】
続いて、制御判別部４は、モニタ線（ＭＬｇ，ＭＬｈ，ＭＬｉ）の組に対する検査処理を実行してステップ１０１に移行した際に、未検査のモニタ線ＭＬが存在しないと判別してステップ１０９に移行する。この後、制御判別部４は、ステップ１０９において、内部メモリから検査結果を読み出すと共に、読み出した検査結果を出力して（例えば、モニタ線検査装置１が表示部を備えている場合には、表示部に検査結果を表示させて）、このモニタ線検査処理を終了する。
【００２６】
このように、このモニタ線検査方法およびモニタ線検査装置１によれば、検査対象として選定した３本の連続して隣接するモニタ線ＭＬにおけるすべての隣接する一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の抵抗値の合計抵抗値と、両端部に位置する一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の抵抗値とを比較して、これらが互いに同等か否かに基づいて、選定した３本の隣接するモニタ線ＭＬ内に誤って配線されたモニタ線ＭＬが含まれているか否かの判別を行うことにより、燃料電池４１内の各単電池ＣＥの内部抵抗値が大きくばらついていたとしても、誤配線されたモニタ線ＭＬの存在を確実に検出することができる。
【００２７】
また、選定した３本のモニタ線ＭＬにおける一方の端部に位置するモニタ線ＭＬを含んで連続して隣接する３本のモニタ線ＭＬを検査対象とする選定処理を順次実行して複数のモニタ線ＭＬのすべてについて誤配線の有無を判別することにより、すべてのモニタ線ＭＬにおける誤配線の有無を漏れなく確実にしかも効率的に検査することができる。さらに、燃料電池４１に定電流Ｉを出力する定電流源５と、一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の電圧Ｖを検出する電圧検出回路６と、検出された電圧Ｖおよび定電流Ｉの電流値に基づいて一対のモニタ線ＭＬ，ＭＬ間の抵抗値を演算する演算回路７とを備えて抵抗測定部２を構成したことにより、簡易な構成でありながら、複数のモニタ線ＭＬにおける誤配線の存在を確実に検出することができるため、モニタ線検査装置１を安価に構成することができる。
【００２８】
なお、本発明は、上述した本発明の実施の形態に限定されない。例えば、上記した実施の形態では、モニタ線ＭＬの中から連続して隣接する３本のモニタ線ＭＬを検査対象として選定する例について説明したが、３本以上である限り、隣接する任意のＮ（３以上の自然数）本のモニタ線ＭＬを検査対象として選定することができる。ただし、誤って配線されたモニタ線ＭＬを特定する場合、検査対象として選定するモニタ線ＭＬの本数が少ない方がよい。したがって、３本の連続して隣接するモニタ線ＭＬを検査対象とするのが好ましい。また、本発明における抵抗測定部を構成する電源は定電流源に限らず、所定電流値の電流を出力する電源で構成することもできる。この構成では、演算回路が電圧検出回路によって検出された電圧と電流源によって出力される電流の所定電流値とに基づいて一対のモニタ線間の抵抗値を演算する。さらに、燃料電池以外の各種積層電池におけるモニタ線の検査に本発明を適用することもできる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の積層電池用モニタ線についての検査方法および請求項３記載の検査装置によれば、複数のモニタ線の中から選定した連続して隣接する少なくとも３本のモニタ線における隣接する一対のモニタ線間の抵抗値をそれぞれ測定し、選定したモニタ線のうちの両端部に位置する一対のモニタ線間の抵抗値を測定し、すべての隣接する一対のモニタ線間の抵抗値の合計抵抗値と両端部に位置する一対のモニタ線間の抵抗値とを比較して、互いに同等のときには選定した各モニタ線の接続が正常であると判別し、同等でないときには選定したモニタ線のいずれかに誤配線が生じていると判別することにより、積層電池内の各単電池の内部抵抗が大きくばらついている場合であっても、誤って配線されたモニタ線の存在を確実に検出することができる。
【００３０】
また、請求項２記載の積層電池用モニタ線についての検査方法および請求項４記載の検査装置によれば、選定した少なくとも３本のモニタ線における一方の端部に位置するモニタ線を含んで連続して隣接する少なくとも３本のモニタ線を検査対象とする選定処理を順次実行することによって複数のモニタ線のすべてについて誤配線の有無を検査することにより、複数のモニタ線における誤配線の有無を漏れなく確実にしかも効率的に検査することができる。
【００３１】
また、請求項５記載の検査装置によれば、直列接続された複数の単電池に定電流を出力する定電流源と、一対のモニタ線間の電圧を検出する電圧検出回路と、検出された電圧および定電流の電流値に基づいて一対のモニタ線間の抵抗値を演算する演算回路とを備えて抵抗測定部を構成したことにより、簡易な構成でありながら、複数のモニタ線における誤配線の存在を確実に検出することができるため、検査装置を安価に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るモニタ線検査装置１によるモニタ線検査処理（モニタ線検査方法）を示すフローチャートである。
【図２】モニタ線検査装置１によるモニタ線検査処理を説明するための説明図である。
【図３】燃料電池４１の構造図である。
【図４】モニタ線検査装置１（５１）のブロック図である。
【符号の説明】
１ モニタ線検査装置
２ 抵抗測定部
３ スイッチボックス
４ 制御判別部
５ 定電流源
６ 電圧検出回路
７ 演算回路
４１ 燃料電池
４２ 積層電池本体
ＣＥ 単電池
ＥＬ 電解質
Ｅｐ，Ｅｍ 電極
Ｉ 定電流
ＭＬａ〜ＭＬｉ モニタ線
Ｒ 抵抗値
ＳＥ セパレータ
ＳＷ スイッチ
Ｓｃ１，Ｓｃ２ 制御信号
Ｖ 電圧
Claims (5)
- 一対の電極間に電解質を配置した複数の単電池をセパレータを介して直列接続して構成された積層電池本体と、当該積層電池本体の両端に位置する一対の前記電極および前記各セパレータのそれぞれに接続されて対応する当該電極および当該セパレータの電位を検出可能とする複数のモニタ線とを備えた積層電池における当該モニタ線についての誤配線の有無を検査する積層電池用モニタ線についての検査方法であって、
前記複数のモニタ線の中から選定した連続して隣接する少なくとも３本のモニタ線における隣接する各一対のモニタ線間の抵抗値をそれぞれ測定する個別抵抗測定ステップと、
前記選定したモニタ線のうちの両端部に位置する一対のモニタ線間の抵抗値を測定する全体抵抗測定ステップと、
前記個別抵抗測定ステップにおいて測定したすべての前記抵抗値の合計抵抗値と前記全体抵抗測定ステップにおいて測定した前記抵抗値とを比較して、互いに同等のときには前記少なくとも３本のモニタ線の接続が正常であると判別し、同等でないときには前記少なくとも３本のモニタ線のいずれかに誤配線が生じていると判別する判別ステップとを実行する積層電池用モニタ線についての検査方法。 - 前記選定した少なくとも３本のモニタ線における一方の端部に位置する前記モニタ線を含んで連続して隣接する少なくとも３本のモニタ線を検査対象とする選定処理を順次実行することによって前記複数のモニタ線のすべてについて誤配線の有無を検査する請求項１記載の積層電池用モニタ線についての検査方法。
- 一対の電極間に電解質を配置した複数の単電池をセパレータを介して直列接続して構成された積層電池本体と、当該積層電池本体の両端に位置する一対の前記電極および前記各セパレータのそれぞれに接続されて対応する当該電極および当該セパレータの電位を検出可能とする複数のモニタ線とを備えた積層電池における当該モニタ線についての誤配線の有無を検査する検査装置であって、
前記複数のモニタ線の中から選定した連続して隣接する少なくとも３本のモニタ線における隣接する各一対のモニタ線および当該少なくとも３本のモニタ線のうちの両端部に位置する一対のモニタ線を指定し、かつ前記少なくとも３本のモニタ線についての誤配線の有無を判別する制御判別部と、接続された前記一対のモニタ線間の抵抗値を測定する抵抗測定部と、前記制御判別部によって指定された前記各一対のモニタ線を前記抵抗測定部に順次接続する接続切替部とを備え、前記制御判別部は、前記測定されたすべての前記隣接する各一対のモニタ線間の抵抗値の合計抵抗値と前記測定された前記両端部に位置する一対のモニタ線間の抵抗値とを比較して、互いに同等のときには前記少なくとも３本のモニタ線の接続が正常であると判別し、同等でないときには前記少なくとも３本のモニタ線のいずれかに誤配線が生じていると判別する検査装置。 - 前記制御判別部は、前記選定した少なくとも３本のモニタ線における一方の端部に位置する前記モニタ線を含んで連続して隣接する少なくとも３本のモニタ線を検査対象とする選定処理を順次実行することによって前記複数のモニタ線のすべてについて誤配線の有無を判別する請求項３記載の検査装置。
- 前記抵抗測定部は、前記直列接続された複数の単電池に定電流を出力する定電流源と、前記接続切替部によって接続された前記一対のモニタ線間の電圧を検出する電圧検出回路と、当該電圧検出回路によって検出された電圧および前記定電流の電流値に基づいて前記一対のモニタ線間の抵抗値を演算する演算回路とを備えて構成されている請求項３または４記載の検査装置。
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