JP4962495B2 - 燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置 - Google Patents
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Description
技術分野
［０００１］
本発明は、燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置に関する。
背景技術
［０００２］
特開２００４−７９１９５号公報は、燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置を開示している。公報開示の装置は、互いに極数の異なる２種類の端子側コネクタを備えている。２種類目の端子側コネクタの極数は、１種類目の端子側コネクタを燃料電池スタックのセルに接続した時に余ったセルの数と同数かそれより大で１種類目の端子側コネクタの極数より小とされている。
［０００３］
しかし、従来の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置にはつぎの問題点がある。
（イ）２種類目の端子側コネクタの極数が１種類目の端子側コネクタを燃料電池スタックのセルに接続した時に余ったセルの数より大とされている場合（２種類目の端子側コネクタに燃料電池スタックのセルと接続されない余分な極がある場合）には、２種類目の端子側コネクタに燃料電池スタックのセルと接続されない余分な極があるため、余分な極がある分無駄であるとともに多チャンネル測定装置のスペース上不利である。
（ロ）２種類目の端子側コネクタの極数が１種類目の端子側コネクタを燃料電池スタックのセルに接続した時に余ったセルの数と同数の場合には、２種類目の端子側コネクタに燃料電池スタックのセルと接続されない余分な極は生じないが、２種類目の端子側コネクタの極数は燃料電池スタックのセルの数の変化によって変わり一定ではないため、燃料電池スタックのセルの数を変更した場合、２種類目の端子側コネクタを新たに作製（設計）しなければいけない。
特許文献１：特開２００４−７９１９５号公報
発明の開示
発明が解決しようとする課題
【０００４】
本発明の目的は、従来に比べてスペース上有利であり燃料電池スタックのセルの数の変更に容易に対応できる多チャンネル測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
【０００６】
（１） 極数が２以上の任意の自然数であるＮのＮ極コネクタか、極数が（Ｎ＋１）の（Ｎ＋１）極コネクタか、のいずれかのコネクタである端子側コネクタを複数有しており、
燃料電池スタックのセルの数と複数の前記端子側コネクタの全極数が等しくなるように、前記Ｎ極コネクタと前記（Ｎ＋１）極コネクタの、数と組み合わせが決定されている、燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置。
【０００７】
（２） 前記Ｎ極コネクタの個数をＭ、前記（Ｎ＋１）極コネクタの個数をＰ，前記燃料電池スタックのセルの数をＲとすると、
Ｎ×Ｍ＋（Ｎ＋１）×Ｐ＝Ｒ・・・（ｉ）
を満足する（１）記載の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置。
【０００８】
（３） 前記Ｎ極コネクタの極数Ｎは、前記（ｉ）式を満足するＮのうち最大となるＮである（２）記載の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置。
【０００９】
（４） 前記燃料電池スタックのセルの数は（Ｎ２−Ｎ）以上である（１）〜（３）記載の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置。
【００１０】
（５） 複数個並べて配置される機器側コネクタを有し、
任意の１つの前記機器側コネクタの極数は、（Ｎ＋１）より大で前記燃料電池スタックのセルの数より小であり、
任意の１つの前記機器側コネクタは、前記端子側コネクタの少なくとも１つと接続されており、
複数個並べて配置される前記機器側コネクタのうち一端に位置する端部機器側コネクタ以外の非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタと、前記非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタと接続される少なくとも１つの前記端子側コネクタとが、極数の過不足なく接続されるように、前記非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタと接続される少なくとも１つの前記端子側コネクタの、前記Ｎ極コネクタと前記（Ｎ＋１）極コネクタの、数と組み合わせが決定されている、（１）記載の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置。
［００１１］
（６）前記Ｎ極コネクタの個数をＭ１、前記（Ｎ＋１）極コネクタの個数をＰ１、前記非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタの極数をＲ１とすると、
Ｎ×Ｍ１＋（Ｎ＋１）×Ｐ１＝Ｒ１・・・（ｉｉ）
を満足する（５）記載の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置。
［００１２］
（７）前記Ｎ極コネクタの極数Ｎは、前記（ｉｉ）式を満足するＮのうち最大となるＮである（６）記載の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置。
［００１３］
（８）任意の１つの前記機器側コネクタの極数は８の倍数である（５）記載の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置。
［００１４］
（９）全ての前記機器側コネクタの極数は、前記燃料電池スタックの全セルの数以上であり、
前記非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタと、該任意の１つの非端部機器側コネクタと接続される少なくとも１つの前記端子側コネクタとの接続については、前記任意の１つの非端部機器側コネクタと、該任意の１つの非端部機器側コネクタと接続される前記少なくとも１つの端子側コネクタとの極数が合致するように、前記任意の１つの非端部機器側コネクタと接続される前記少なくとも１つの端子側コネクタの前記Ｎ極コネクタと前記（Ｎ＋１）極コネクタの数と組み合わせが決定されており、
前記端部機器側コネクタと、該端部機器側コネクタと接続される端子側コネクタとの接続については、該端部機器側コネクタと接続される前記端子側コネクタの極数が、前記燃料電池スタックの全セルの数から前記非端部機器側コネクタと接続される前記端子側コネクタと接続されるセルの数を差し引いた数と合致するように、前記端部機器側コネクタと接続される前記端子側コネクタの前記Ｎ極コネクタと前記（Ｎ＋１）極コネクタの数と組み合わせが決定されている、（５）記載の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置。
発明の効果
［００１５］
上記（１）の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置によれば、燃料電池スタックのセルの数と複数の端子側コネクタの全極数が等しくなるように、Ｎ極コネクタと（Ｎ＋１）極コネクタの、数と組み合わせが決定されているため、端子側コネクタに極数の余りはない。そのため、端子側コネクタに極数の余りがある場合に比べて、無駄がなく、また、多チャンネル測定装置の小型化をはかることができスペース上有利である。
また、燃料電池スタックのセルの数を変更した場合であっても、Ｎ極と（Ｎ＋１）極以外の極数の端子側コネクタを新設せずに、Ｎ極コネクタと（Ｎ＋１）極コネクタの数と組み合わせを変えることで対応することができる。そのため、従来に比べて燃料電池スタックのセルの数の変更に容易に対応できる。
また、燃料電池スタックの全セルの電位を検出できる。
【００１６】
上記（２）の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置によれば、Ｎ極コネクタと（Ｎ＋１）極コネクタとを（ｉ）式を満たすように組み合わせることで、多チャンネル測定装置を燃料電池スタックに燃料電池スタックのセルの数に対して過不足なく接続できる。
【００１７】
上記（３）の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置によれば、Ｎ極コネクタの極数Ｎが（ｉ）式を満足するＮのうち最大となるＮであるため、極数Ｎが（ｉ）式を満足するＮのうち最大となるＮでない場合に比べて、一つのＮ極コネクタが多くの極を持つことができる。その結果、極数Ｎが（ｉ）式を満足するＮのうち最大となるＮでない場合に比べて、端子側コネクタを燃料電池スタックのセルに接続させるために要する労力を低減でき時間を削減できる。
【００１８】
上記（４）の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置によれば、燃料電池スタックのセルの数が（Ｎ２−Ｎ）以上であるため、燃料電池スタックのセルの数を変更した場合であっても、Ｎ極コネクタと（Ｎ＋１）極コネクタの数と組合せを変えることで、Ｎ極と（Ｎ＋１）極以外の極数の端子側コネクタを新設せずにセルの数のあらゆる変更に対応することができる。
【００１９】
上記（５）の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置によれば、非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタと、非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタと接続される少なくとも１つの端子側コネクタとが、極数の過不足なく接続されるように、非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタと接続される少なくとも１つの端子側コネクタの、Ｎ極コネクタと前記（Ｎ＋１）極コネクタの、数と組み合わせが決定されているため、非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタと、非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタと接続される少なくとも１つの端子側コネクタとに、極数の余りはない。そのため、非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタ、または非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタと接続される少なくとも１つの端子側コネクタに、極数の余りを持たせる場合に比べて、コネクタの小型化をはかることができ、多チャンネル測定装置の小型化をはかることができる。
【００２０】
上記（６）の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置によれば、Ｎ極コネクタと（Ｎ＋１）極コネクタとを（ｉｉ）式を満たすように組み合わせることで、非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタと、非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタと接続される少なくとも１つの端子側コネクタとを、極数の過不足なく接続できる。
【００２１】
上記（７）の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置によれば、Ｎ極コネクタの極数Ｎが（ｉｉ）式を満足するＮのうち最大となるＮであるため、極数Ｎが（ｉｉ）式を満足するＮのうち最大となるＮでない場合に比べて、一つのＮ極コネクタが多くの極を持つことができる。その結果、極数Ｎが（ｉｉ）式を満足するＮのうち最大となるＮでない場合に比べて、端子側コネクタと機器側コネクタとを接続させるために要する労力を低減でき時間を削減できる。
【００２２】
上記（８）の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置によれば、任意の１つの機器側コネクタの極数が８の倍数であるため、機器側コネクタに、８の倍数が極数のラインアップの基準となっている汎用品を使用できる。
【００２３】
上記（９）の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置によれば、つぎの効果を得ることができる。
各非端部機器側コネクタと端子側コネクタとの接続において極数の過不足が生じると、（ａ）各非端部機器側コネクタに極数の余りを持たせるか、または、（ｂ）端子側コネクタの余りを隣の機器側コネクタに接続する中継ケーブルを設ける必要がある。しかし、本発明では、各非端部機器側コネクタについて極数の過不足なく端子側コネクタを接続できる。したがって、（ａ）、（ｂ）の問題は生じない。
また、燃料電池スタックの全セルの数から非端部機器側コネクタと接続される端子側コネクタと接続されるセルの数を差し引いた数と合致するように、端部機器側コネクタと接続される端子側コネクタの、Ｎ極コネクタと（Ｎ＋１）極コネクタの、数と組み合わせが決定されているため、端部機器側コネクタに接続される端子側コネクタの、Ｎ極コネクタと（Ｎ＋１）極コネクタの、数と組み合わせを決定するだけで、全セル数と全端子側コネクタの極数を一致させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明実施例の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置の、端子側コネクタおよびワイヤハーネスと、多チャンネル測定装置が接続される燃料電池スタックとを示す、概略平面図である。
【図２】本発明実施例の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置の、多チャンネル測定装置と多チャンネル測定装置が接続される燃料電池スタックとを示す概略平面図である。
【図３】本発明実施例の、燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置の、燃料電池スタックの、セル積層方向と直交する方向から見た、側面図である。
【図４】本発明実施例の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置の、燃料電池スタックの単セルの一部分の断面図である。
【図５】比較例（本発明には含まない）の、多チャンネル測定装置の概略平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、本発明実施例の、燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置を説明する。
【００２６】
まず、本発明実施例の多チャンネル測定装置が接続される燃料電池スタックを、図３、図４を参照して、説明する。
【００２７】
本発明実施例の多チャンネル測定装置１０を接続した燃料電池スタック２３は、たとえば固体高分子電解質型燃料電池である。該燃料電池スタック２３は、たとえば自動車に搭載される。ただし、自動車以外に用いられていてもよい。燃料電池スタック２３は、膜―電極アッセンブリ（ＭＥＡ：Membrane-Electrode Assembly）とセパレータ１８との積層体を備える。膜―電極アッセンブリは、イオン交換膜からなる電解質膜１１と、この電解質膜の一面に配置された触媒層からなる電極（アノード、燃料極）１４および電解質膜の他面に配置された触媒層からなる電極（カソード、空気極）１７とからなる。膜−電極アッセンブリとセパレータ１８との間には、アノード側、カソード側にそれぞれ拡散層１３，１６が設けられる。
【００２８】
膜―電極アッセンブリとセパレータ１８を重ねてセル（単セル）１９を構成し、少なくとも１つのセルからモジュールを構成し、モジュールを積層してセル積層体とし、セル積層体のセル積層方向両端に、ターミナル２０、インシュレータ２１、エンドプレート２２を配置し、両端のエンドプレート２２をセル積層体の外側でセル積層方向に延びる締結部材（たとえば、テンションプレート２４）にボルト・ナット２５にて固定し、燃料電池スタック２３が構成される。燃料電池スタック２３は、密閉容器である図示略のスタックケーシング内に収容されている。
【００２９】
セパレータ１８には、アノード１４に燃料ガス（水素）を供給するための燃料ガス流路２７が形成され、カソード１７に酸化ガス（酸素、通常は空気）を供給するための酸化ガス流路２８が形成されている。また、セパレータ１８には冷媒（通常、冷却水）を流すための冷媒流路２６も形成されている。冷媒流路２６はセル１９毎に、または複数のセル１９毎に（たとえば、モジュール毎に）設けられている。
【００３０】
セパレータ１８は、メタルセパレータ、カーボンセパレータ、導電性樹脂セパレータ、メタルセパレータと樹脂フレームとの合成セパレータ、またはこれらの組合せからなる。以下の説明では、このうち合成セパレータを例にとって説明するが、セパレータは合成セパレータに限るものではない。
【００３１】
合成セパレータの場合、セパレータ１８は、セル中央部にガス流路２７，２８を形成する金属板２９と、セル外周部に設けられる樹脂フレーム３０と、を有する。プラス極側の金属板２９とマイナス極側の金属板２９との間にＭＥＡが挟まれ、中央部では金属板２９のＭＥＡ側にガス流路２７，２８が形成され、周囲部ではプラス極側の金属板２９とマイナス極側の金属板２９との間に電解質膜１１が挟まれる。金属板２９同士の間、樹脂フレーム３０と金属板２９との間、金属板２９と電解質膜１１との間は接着剤にてシールされる。
【００３２】
電解質膜１１を挟んで対向するプラス極側の金属板２９とマイナス極側の金属板２９との間には電位差があり、その電位差は約１ボルトである。１つのセル１９のプラス極側の金属板２９と、隣りのセル１９のマイナス極側の金属板２９とはセル中央部で接触していて、電位差はない。
【００３３】
次に、多チャンネル測定装置（セル電圧測定装置）１０を説明する。
【００３４】
本発明実施例の多チャンネル測定装置１０は、図２に示すように、端子側コネクタ４０と、端子側コネクタ４０と接続される機器側コネクタ５０と、を有する。本発明実施例の多チャンネル測定装置１０は、さらに、ＥＣＵ（Electronic Control Unit、電子制御装置）６０と、ワイヤハーネス７０を有していてもよい。
【００３５】
端子側コネクタ４０は、極数が２以上の任意の自然数であるＮのＮ極コネクタ４１か、極数が（Ｎ＋１）の（Ｎ＋１）極コネクタ４２か、の２種類のコネクタのいずれかのコネクタである。端子側コネクタ４０は複数設けられている。
【００３６】
多チャンネル測定装置１０は、図１に示すように、端子側コネクタ４０で、燃料電池スタック２３に、燃料電池スタック２３のセル１９の数に対して極数の過不足なく、接続されている。燃料電池スタック２３の全セル１９の数と端子側コネクタ４０の全極数が等しくなるように、端子側コネクタ４０のＮ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２の数と組み合わせが決定されている。なお、図示例では、Ｎ＝５の場合を示している。しかし、Ｎは５に限定されるものではなく、たとえば、２，３，４，６，７などの５以外の自然数であってもよい。
【００３７】
Ｎ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２は、ハウジング４３と、端子４４を備える。端子４４の数は、Ｎ極コネクタ４１の場合はＮであり、（Ｎ＋１）極コネクタ４２の場合は（Ｎ＋１）である。ハウジング４３は、Ｎ極コネクタ４１のＮ個の端子４４、または、（Ｎ＋１）極コネクタ４２の（Ｎ＋１）個の端子４４を、保持する。
【００３８】
ハウジング４３は、非導電性でたとえば樹脂製である。端子４４は、導電性で金属製（金属メッキのものを含む）である。複数個の端子４４は、ハウジング４３内で、端子４４同士互いに並列に、かつ、燃料電池スタック２３のセル１９の積層方向Ａと平行な方向に列状に、配置されている。各端子４４は、セル１９のプラス、マイナスの一方の極の金属板２９に接触されてそのセル１９の電位を検出する。たとえば、１つの端子４４が１つのセル１９のプラス極の金属板２９に接触されると、隣りの端子４４は隣りのセル１９のプラス極の金属板２９に接触される。
【００３９】
機器側コネクタ５０は、図２に示すように、ＥＣＵ６０に設けられる。機器側コネクタ５０は、複数個（図示例では３個）列状に並べて配置されている。任意の１つの機器側コネクタ５０の極数は、（Ｎ＋１）より大で燃料電池スタック２３のセル１９の数より小である。各機器側コネクタ５０の極数は、同じであってもよく、異なっていてもよい。任意の１つの機器側コネクタ５０は、汎用品が使用されており、その極数はたとえば８の倍数である。ただし、任意の１つの機器側コネクタ５０の極数は８の倍数以外であってもよい。任意の１つの機器側コネクタ５０は、ワイヤハーネス７０にて、端子側コネクタ４０の少なくとも１個と接続されている。
【００４０】
各機器側コネクタ５０に接続されるワイヤハーネス７０は、各機器側コネクタ５０に接続されるワイヤハーネス７０毎に束ねられてケーブル７１を構成しており、ケーブル７１部位でスタックケーシングの壁を貫通している。端子側コネクタ４０はスタックケーシング内にあり、機器側コネクタ５０とＥＣＵ６０はスタックケーシング外にある。
【００４１】
複数個並べて配置される機器側コネクタ５０のうち一端に位置する端部機器側コネクタ５０ａ以外の非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の１つの機器側コネクタ５０ｂと、非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の１つの機器側コネクタ５０ｂと接続される少なくとも１つの端子側コネクタ４０とは、極数の過不足なく接続されている。非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の１つの機器側コネクタ５０ｂと、非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の１つの機器側コネクタ５０ｂと接続される少なくとも１つの端子側コネクタ４０とが、極数の過不足なく接続されるように、非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の１つの機器側コネクタ５０ｂと接続される少なくとも１つの端子側コネクタ４０の、Ｎ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２の、数と組み合わせが決定されている。
【００４２】
端部機器側コネクタ５０ａの極数は、端部機器側コネクタ５０ａと接続される少なくとも１つの端子側コネクタ４０の極数より大であってもよく、端部機器側コネクタ５０ａと接続される少なくとも１つの端子側コネクタ４０の極数と一致していてもよい。端部機器側コネクタ５０ａの極数は、端部機器側コネクタ５０ａと接続される少なくとも１個の端子側コネクタ４０の極数より大であってもよい理由は、端部機器側コネクタ５０ａに極数の余りが生じても、その他の非端部機器側コネクタ５０ｂに極数の余りが生じなければ、機器側コネクタ５０の大型化（多チャンネル測定装置１０の大型化）は無視できる程度であるからである。
【００４３】
つぎに、端子側コネクタ４０を燃料電池スタック２３のセル１９にセル１９数に対して過不足なく接続する方法、および、端子側コネクタ４０と任意の１つの非端部機器側コネクタ５０ｂとを極数の過不足なく接続する方法を説明する。
【００４４】
Ｎ極コネクタ４１の個数をＭ、（Ｎ＋１）極コネクタ４２の個数をＰ、燃料電池スタック２３のセル１９の数をＲとすると、
Ｎ×Ｍ＋（Ｎ＋１）×Ｐ＝Ｒ・・・（ｉ）
を満足するように、Ｎ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２数と組み合わせを決定する。
ここで、上記（ｉ）式を満足するＮの値は複数存在するが、その中で最大となるＮを選択することが望ましい。一体化される極数（端子数）が多いほど、端子側コネクタ４０を燃料電池スタック２３のセル１９に接続させるために要する労力を低減でき時間を削減できるからである。
【００４５】
また、Ｎ極コネクタ４１の個数をＭ１、（Ｎ＋１）極コネクタ４２の個数をＰ１、非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の１つの機器側コネクタ５０ｂの極数をＲ１とすると、
Ｎ×Ｍ１＋（Ｎ＋１）×Ｐ１＝Ｒ１・・・（ｉｉ）
を満足するように、Ｎ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２の数と組み合わせを決定する。
ここで、上記（ｉｉ）式を満足するＮの値は複数存在するが、その中で最大となるＮを選択することが望ましい。一体化される極数（端子数）が多いほど、端子側コネクタ４０と非端部機器側コネクタ５０ｂとを接続させるために要する労力を低減でき時間を削減できるからである。
【００４６】
上記（ｉ）式を満足する最大のＮと、上記（ｉｉ）式を満足する最大のＮの値が異なる場合には、上記（ｉ）式と上記（ｉｉ）式の両方を満足するＮのうち最大となるＮを選択することが望ましい。端子側コネクタ４０をセル１９にセル１９の数に対して極数の過不足なく接続でき、端子側コネクタ４０と非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の１つの機器側コネクタ５０ｂとを極数の過不足なく接続でき、さらに、端子側コネクタ４０のセル１９への接続および非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の１つの機器側コネクタ５０ｂとの接続に要する労力を低減でき時間を削減できるからである。
【００４７】
燃料電池スタック２３とＥＣＵ６０とを、端子側コネクタ４０と機器側コネクタ５０とを用いて接続する具体的な方法の一例Ｅを説明する。
全機器側コネクタ５０の極数は、燃料電池スタック２３の全セル１９の数以上である。
非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の１つの機器側コネクタ５０ｂと、任意の１つの非端部機器側コネクタ５０ｂと接続される少なくとも１つの端子側コネクタ４０との接続については、任意の１つの非端部機器側コネクタ５０ｂと、任意の１つの非端部機器側コネクタ５０ｂと接続される少なくとも１つの端子側コネクタ４０との極数が合致するように、任意の１つの非端部機器側コネクタ５０ｂと接続される少なくとも１つの端子側コネクタ４０の、Ｎ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２の、数と組み合わせが決定されている。
端部機器側コネクタ５０ａと、端部機器側コネクタ５０ａと接続される少なくとも１つの端子側コネクタ４０との接続については、端部機器側コネクタ５０ａと接続される少なくとも１つの端子側コネクタ４０の極数が、燃料電池スタック２３の全セル１９の数から、非端部機器側コネクタ５０ｂと接続される端子側コネクタ４０と接続されるセル１９の数を、差し引いた数と合致するように、端部機器側コネクタ５０ａと接続される少なくとも１つの端子側コネクタ４０の、Ｎ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２の数と組み合わせが決定されている。
【００４８】
ここで、上記（ｉ）式と上記（ｉｉ）式の両方を満足するＮのうち最大となるＮの値が、たとえばＮ＝５のときを説明する。
Ｎ＝５のとき、（Ｎ＋１）＝６になるため、Ｎ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２との２種類のコネクタの数と組み合わせを決定することで、以下の燃料電池スタック２３のセル１９の数および非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の１つの機器側コネクタ５０ｂの極数に対応できる。
５×１＋（５＋１）×０＝５、
５×０＋（５＋１）×１＝６、
５×２＋（５＋１）×０＝１０、
５×１＋（５＋１）×１＝１１、
５×０＋（５＋１）×２＝１２、
５×３＋（５＋１）×０＝１５、
５×２＋（５＋１）×１＝１６、
５×１＋（５＋１）×２＝１７、
５×０＋（５＋１）×３＝１８、
５×４＋（５＋１）×０＝２０、
５×３＋（５＋１）×１＝２１、
５×２＋（５＋１）×２＝２２、
５×１＋（５＋１）×３＝２３、
５×０＋（５＋１）×４＝２４、
５×５＋（５＋１）×０＝２５、
５×４＋（５＋１）×１＝２６、
５×３＋（５＋１）×２＝２７、
５×２＋（５＋１）×３＝２８、
５×１＋（５＋１）×４＝２９、
５×０＋（５＋１）×５＝３０、
５×５＋（５＋１）×１＝３１、
５×４＋（５＋１）×２＝３２、
５×３＋（５＋１）×３＝３３、
・・・
【００４９】
このことから、Ｎ＝５の場合、燃料電池スタック２３のセル１９の数および非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の１つの機器側コネクタ５０ｂの極数が２０以上の自然数の場合（Ｎ２−Ｎの場合）には、全ての自然数に対応できることがわかる。また、燃料電池スタック２３のセル１９の数および非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の１つの機器側コネクタ５０ｂの極数が２０未満の場合でも、５，６，１０，１１，１２，１５，１６，１７，１８の場合には対応できることがわかる。
【００５０】
したがって、燃料電池スタック２３のセル１９の数および非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の１つの機器側コネクタ５０ｂの極数が（Ｎ２−Ｎ）以上の場合には、全ての自然数に対応できる。また、燃料電池スタック２３のセル１９の数および非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の１つの機器側コネクタ５０ｂの極数が（Ｎ２−Ｎ）未満であっても、複数の（約半数の）自然数に対応できる。
【００５１】
次に、本発明実施例の作用、効果を説明する。
【００５２】
本発明実施例では、燃料電池スタック２３のセル１９の数と複数の端子側コネクタ４０の全極数が等しくなるように、Ｎ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２の、数と組み合わせが決定されているため、端子側コネクタ４０に極数の余りはない。そのため、端子側コネクタ４０に極数の余りがある場合に比べて、無駄がなく、また、多チャンネル測定装置１０の小型化をはかることができスペース上有利である。
また、燃料電池スタック２３のセル１０の数を変更した場合であっても、Ｎ極と（Ｎ＋１）極以外の極数の端子側コネクタを新設せずに、Ｎ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２の数と組み合わせを変えることで対応することができる。そのため、従来に比べて燃料電池スタック２３のセル１９の数の変更に容易に対応できる。
【００５３】
Ｎ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２とを上記（ｉ）式を満たすように組み合わせることで、多チャンネル測定装置１０を燃料電池スタック２３に燃料電池スタック２３のセル１９の数に対して過不足なく接続できる。
Ｎ極コネクタ４１の極数Ｎが上記（ｉ）式を満足するＮのうち最大となるＮである場合、極数Ｎが上記（ｉ）式を満足するＮのうち最大となるＮでない場合に比べて、一個のＮ極コネクタ４１が多くの極を持つことができる。その結果、極数Ｎが上記（ｉ）式を満足するＮのうち最大となるＮでない場合に比べて、端子側コネクタ４０を燃料電池スタック２３のセル１９に接続させるために要する労力を低減でき時間を削減できる。
【００５４】
燃料電池スタック２３のセル１９の数が（Ｎ２−Ｎ）以上であるため、燃料電池スタック２３のセル１０の数を変更した場合であっても、Ｎ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２の数と組合せを変えることで、Ｎ極と（Ｎ＋１）極以外の極数の端子側コネクタを新設せずにセル１９の数のあらゆる変更に対応することができる。その結果、端子側コネクタ４０はＮ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２の２種類で済み、３種類以上要する場合に比べて部品点数を削減できる。
【００５５】
非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の機器側コネクタ５０ｂの極数と、非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の機器側コネクタ５０ｂと接続される少なくとも１個の端子側コネクタ４０の極数とが、過不足なく接続されるように、端子側コネクタ４０のＮ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２の数と組み合わせが決定されているため、非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の機器側コネクタ５０ｂと、非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の機器側コネクタ５０ｂと接続される少なくとも１個の端子側コネクタ４０とに、極数の余りはない。そのため、非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の機器側コネクタ５０ｂ、または非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の機器側コネクタ５０ｂと接続される少なくとも１個の端子側コネクタ４０に、極数の余りを持たせる場合に比べて、コネクタの小型化をはかることができ、多チャンネル測定装置１０の小型化をはかることができる。
【００５６】
Ｎ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２とを上記（ｉｉ）式を満たすように組み合わせることで、非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の機器側コネクタ５０ｂと、非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の機器側コネクタ５０ｂと接続される少なくとも１個の端子側コネクタ４０とを、極数の過不足なく接続できる。
【００５７】
Ｎ極コネクタ４１の極数Ｎが上記（ｉｉ）式を満足するＮのうち最大となるＮであるため、極数Ｎが上記（ｉｉ）式を満足するＮのうち最大となるＮでない場合に比べて、一個のＮ極コネクタ４１が多くの極を持つことができる。その結果、極数Ｎが上記（ｉｉ）式を満足するＮのうち最大となるＮでない場合に比べて、端子側コネクタ４０と機器側コネクタ５０を接続させるために要する労力を低減でき時間を削減できる。
【００５８】
任意の機器側コネクタ５０の極数が８の倍数であるため、機器側コネクタ５０に、８の倍数が極数のラインアップの基準となっている汎用品を使用できる。
【００５９】
端部機器側コネクタ５０ａの極数が、端部機器側コネクタ５０ａと接続される少なくとも１つの端子側コネクタ４０の極数より、大である場合、燃料電池スタック２３のセル１９の数を増加させた場合であっても、セル１９の増加数が、端部機器側コネクタ５０ａの極数から端部機器側コネクタ５０ａと接続される少なくとも１個の端子側コネクタ４０の極数を引いた数より少ない数であれば、新たに機器側コネクタ５０を設ける必要はなく、セル１９の増加に端部機器側コネクタ５０ａで対応できる。
【００６０】
端部機器側コネクタ５０ａの極数が、端部機器側コネクタ５０ａと接続される少なくとも１個の端子側コネクタ４０の極数と、一致している場合、端部機器側コネクタ５０ａの極数が、端部機器側コネクタ５０ａと接続される少なくとも１つの端子側コネクタ４０の極数と不一致である場合に比べて、多チャンネル測定装置１０を小型化できる。
【００６１】
上記一例Ｅの作用、効果はつぎの通りである。
各非端部機器側コネクタと端子側コネクタとの接続において極数の過不足が生じると、（ａ）各非端部機器側コネクタに極数の余りを持たせるか、または、（ｂ）図５の比較例に示すように、端子側コネクタの余りを隣の機器側コネクタに接続する中継ケーブル１００を設ける必要がある。これに対し、本発明では、各非端部機器側コネクタ５０ｂについて極数の過不足なく端子側コネクタ４０を接続できる。したがって、（ａ）、（ｂ）の問題は生じない。なお、図５の比較例においては、各端子側コネクタの極数は５であり、端子側コネクタの一端にセルに過不足なく接続するための５以外の極数（図示例では３）の端子側コネクタが設けられた場合を示している。また、比較例の部品と本発明の部品との対応を理解しやすくするために、図５において、本発明の部品に対応する部品に、本発明の部品の符号に´（ダッシュ）を付けた符号を付してある。これによって比較例の構成の説明を省略する。
また、燃料電池スタック２３の全セル１９の数から、非端部機器側コネクタ５０ｂと接続される端子側コネクタ４０と接続されるセルの数を、差し引いた数と合致するように、端部機器側コネクタ５０ａと接続される端子側コネクタ４０の、Ｎ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２の、数と組み合わせが決定されているため、端部機器側コネクタ５０ａに接続される端子側コネクタ４０の、Ｎ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２の、数と組み合わせを決定するだけで、全セル１０の数と全端子側コネクタ４０の極数とを一致させることができる。
［０００１］
本発明は、燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置に関する。
背景技術
［０００２］
特開２００４−７９１９５号公報は、燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置を開示している。公報開示の装置は、互いに極数の異なる２種類の端子側コネクタを備えている。２種類目の端子側コネクタの極数は、１種類目の端子側コネクタを燃料電池スタックのセルに接続した時に余ったセルの数と同数かそれより大で１種類目の端子側コネクタの極数より小とされている。
［０００３］
しかし、従来の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置にはつぎの問題点がある。
（イ）２種類目の端子側コネクタの極数が１種類目の端子側コネクタを燃料電池スタックのセルに接続した時に余ったセルの数より大とされている場合（２種類目の端子側コネクタに燃料電池スタックのセルと接続されない余分な極がある場合）には、２種類目の端子側コネクタに燃料電池スタックのセルと接続されない余分な極があるため、余分な極がある分無駄であるとともに多チャンネル測定装置のスペース上不利である。
（ロ）２種類目の端子側コネクタの極数が１種類目の端子側コネクタを燃料電池スタックのセルに接続した時に余ったセルの数と同数の場合には、２種類目の端子側コネクタに燃料電池スタックのセルと接続されない余分な極は生じないが、２種類目の端子側コネクタの極数は燃料電池スタックのセルの数の変化によって変わり一定ではないため、燃料電池スタックのセルの数を変更した場合、２種類目の端子側コネクタを新たに作製（設計）しなければいけない。
特許文献１：特開２００４−７９１９５号公報
発明の開示
発明が解決しようとする課題
【０００４】
本発明の目的は、従来に比べてスペース上有利であり燃料電池スタックのセルの数の変更に容易に対応できる多チャンネル測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
【０００６】
（１） 極数が２以上の任意の自然数であるＮのＮ極コネクタか、極数が（Ｎ＋１）の（Ｎ＋１）極コネクタか、のいずれかのコネクタである端子側コネクタを複数有しており、
燃料電池スタックのセルの数と複数の前記端子側コネクタの全極数が等しくなるように、前記Ｎ極コネクタと前記（Ｎ＋１）極コネクタの、数と組み合わせが決定されている、燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置。
【０００７】
（２） 前記Ｎ極コネクタの個数をＭ、前記（Ｎ＋１）極コネクタの個数をＰ，前記燃料電池スタックのセルの数をＲとすると、
Ｎ×Ｍ＋（Ｎ＋１）×Ｐ＝Ｒ・・・（ｉ）
を満足する（１）記載の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置。
【０００８】
（３） 前記Ｎ極コネクタの極数Ｎは、前記（ｉ）式を満足するＮのうち最大となるＮである（２）記載の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置。
【０００９】
（４） 前記燃料電池スタックのセルの数は（Ｎ２−Ｎ）以上である（１）〜（３）記載の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置。
【００１０】
（５） 複数個並べて配置される機器側コネクタを有し、
任意の１つの前記機器側コネクタの極数は、（Ｎ＋１）より大で前記燃料電池スタックのセルの数より小であり、
任意の１つの前記機器側コネクタは、前記端子側コネクタの少なくとも１つと接続されており、
複数個並べて配置される前記機器側コネクタのうち一端に位置する端部機器側コネクタ以外の非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタと、前記非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタと接続される少なくとも１つの前記端子側コネクタとが、極数の過不足なく接続されるように、前記非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタと接続される少なくとも１つの前記端子側コネクタの、前記Ｎ極コネクタと前記（Ｎ＋１）極コネクタの、数と組み合わせが決定されている、（１）記載の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置。
［００１１］
（６）前記Ｎ極コネクタの個数をＭ１、前記（Ｎ＋１）極コネクタの個数をＰ１、前記非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタの極数をＲ１とすると、
Ｎ×Ｍ１＋（Ｎ＋１）×Ｐ１＝Ｒ１・・・（ｉｉ）
を満足する（５）記載の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置。
［００１２］
（７）前記Ｎ極コネクタの極数Ｎは、前記（ｉｉ）式を満足するＮのうち最大となるＮである（６）記載の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置。
［００１３］
（８）任意の１つの前記機器側コネクタの極数は８の倍数である（５）記載の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置。
［００１４］
（９）全ての前記機器側コネクタの極数は、前記燃料電池スタックの全セルの数以上であり、
前記非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタと、該任意の１つの非端部機器側コネクタと接続される少なくとも１つの前記端子側コネクタとの接続については、前記任意の１つの非端部機器側コネクタと、該任意の１つの非端部機器側コネクタと接続される前記少なくとも１つの端子側コネクタとの極数が合致するように、前記任意の１つの非端部機器側コネクタと接続される前記少なくとも１つの端子側コネクタの前記Ｎ極コネクタと前記（Ｎ＋１）極コネクタの数と組み合わせが決定されており、
前記端部機器側コネクタと、該端部機器側コネクタと接続される端子側コネクタとの接続については、該端部機器側コネクタと接続される前記端子側コネクタの極数が、前記燃料電池スタックの全セルの数から前記非端部機器側コネクタと接続される前記端子側コネクタと接続されるセルの数を差し引いた数と合致するように、前記端部機器側コネクタと接続される前記端子側コネクタの前記Ｎ極コネクタと前記（Ｎ＋１）極コネクタの数と組み合わせが決定されている、（５）記載の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置。
発明の効果
［００１５］
上記（１）の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置によれば、燃料電池スタックのセルの数と複数の端子側コネクタの全極数が等しくなるように、Ｎ極コネクタと（Ｎ＋１）極コネクタの、数と組み合わせが決定されているため、端子側コネクタに極数の余りはない。そのため、端子側コネクタに極数の余りがある場合に比べて、無駄がなく、また、多チャンネル測定装置の小型化をはかることができスペース上有利である。
また、燃料電池スタックのセルの数を変更した場合であっても、Ｎ極と（Ｎ＋１）極以外の極数の端子側コネクタを新設せずに、Ｎ極コネクタと（Ｎ＋１）極コネクタの数と組み合わせを変えることで対応することができる。そのため、従来に比べて燃料電池スタックのセルの数の変更に容易に対応できる。
また、燃料電池スタックの全セルの電位を検出できる。
【００１６】
上記（２）の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置によれば、Ｎ極コネクタと（Ｎ＋１）極コネクタとを（ｉ）式を満たすように組み合わせることで、多チャンネル測定装置を燃料電池スタックに燃料電池スタックのセルの数に対して過不足なく接続できる。
【００１７】
上記（３）の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置によれば、Ｎ極コネクタの極数Ｎが（ｉ）式を満足するＮのうち最大となるＮであるため、極数Ｎが（ｉ）式を満足するＮのうち最大となるＮでない場合に比べて、一つのＮ極コネクタが多くの極を持つことができる。その結果、極数Ｎが（ｉ）式を満足するＮのうち最大となるＮでない場合に比べて、端子側コネクタを燃料電池スタックのセルに接続させるために要する労力を低減でき時間を削減できる。
【００１８】
上記（４）の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置によれば、燃料電池スタックのセルの数が（Ｎ２−Ｎ）以上であるため、燃料電池スタックのセルの数を変更した場合であっても、Ｎ極コネクタと（Ｎ＋１）極コネクタの数と組合せを変えることで、Ｎ極と（Ｎ＋１）極以外の極数の端子側コネクタを新設せずにセルの数のあらゆる変更に対応することができる。
【００１９】
上記（５）の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置によれば、非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタと、非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタと接続される少なくとも１つの端子側コネクタとが、極数の過不足なく接続されるように、非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタと接続される少なくとも１つの端子側コネクタの、Ｎ極コネクタと前記（Ｎ＋１）極コネクタの、数と組み合わせが決定されているため、非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタと、非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタと接続される少なくとも１つの端子側コネクタとに、極数の余りはない。そのため、非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタ、または非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタと接続される少なくとも１つの端子側コネクタに、極数の余りを持たせる場合に比べて、コネクタの小型化をはかることができ、多チャンネル測定装置の小型化をはかることができる。
【００２０】
上記（６）の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置によれば、Ｎ極コネクタと（Ｎ＋１）極コネクタとを（ｉｉ）式を満たすように組み合わせることで、非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタと、非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタと接続される少なくとも１つの端子側コネクタとを、極数の過不足なく接続できる。
【００２１】
上記（７）の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置によれば、Ｎ極コネクタの極数Ｎが（ｉｉ）式を満足するＮのうち最大となるＮであるため、極数Ｎが（ｉｉ）式を満足するＮのうち最大となるＮでない場合に比べて、一つのＮ極コネクタが多くの極を持つことができる。その結果、極数Ｎが（ｉｉ）式を満足するＮのうち最大となるＮでない場合に比べて、端子側コネクタと機器側コネクタとを接続させるために要する労力を低減でき時間を削減できる。
【００２２】
上記（８）の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置によれば、任意の１つの機器側コネクタの極数が８の倍数であるため、機器側コネクタに、８の倍数が極数のラインアップの基準となっている汎用品を使用できる。
【００２３】
上記（９）の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置によれば、つぎの効果を得ることができる。
各非端部機器側コネクタと端子側コネクタとの接続において極数の過不足が生じると、（ａ）各非端部機器側コネクタに極数の余りを持たせるか、または、（ｂ）端子側コネクタの余りを隣の機器側コネクタに接続する中継ケーブルを設ける必要がある。しかし、本発明では、各非端部機器側コネクタについて極数の過不足なく端子側コネクタを接続できる。したがって、（ａ）、（ｂ）の問題は生じない。
また、燃料電池スタックの全セルの数から非端部機器側コネクタと接続される端子側コネクタと接続されるセルの数を差し引いた数と合致するように、端部機器側コネクタと接続される端子側コネクタの、Ｎ極コネクタと（Ｎ＋１）極コネクタの、数と組み合わせが決定されているため、端部機器側コネクタに接続される端子側コネクタの、Ｎ極コネクタと（Ｎ＋１）極コネクタの、数と組み合わせを決定するだけで、全セル数と全端子側コネクタの極数を一致させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明実施例の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置の、端子側コネクタおよびワイヤハーネスと、多チャンネル測定装置が接続される燃料電池スタックとを示す、概略平面図である。
【図２】本発明実施例の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置の、多チャンネル測定装置と多チャンネル測定装置が接続される燃料電池スタックとを示す概略平面図である。
【図３】本発明実施例の、燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置の、燃料電池スタックの、セル積層方向と直交する方向から見た、側面図である。
【図４】本発明実施例の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置の、燃料電池スタックの単セルの一部分の断面図である。
【図５】比較例（本発明には含まない）の、多チャンネル測定装置の概略平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、本発明実施例の、燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置を説明する。
【００２６】
まず、本発明実施例の多チャンネル測定装置が接続される燃料電池スタックを、図３、図４を参照して、説明する。
【００２７】
本発明実施例の多チャンネル測定装置１０を接続した燃料電池スタック２３は、たとえば固体高分子電解質型燃料電池である。該燃料電池スタック２３は、たとえば自動車に搭載される。ただし、自動車以外に用いられていてもよい。燃料電池スタック２３は、膜―電極アッセンブリ（ＭＥＡ：Membrane-Electrode Assembly）とセパレータ１８との積層体を備える。膜―電極アッセンブリは、イオン交換膜からなる電解質膜１１と、この電解質膜の一面に配置された触媒層からなる電極（アノード、燃料極）１４および電解質膜の他面に配置された触媒層からなる電極（カソード、空気極）１７とからなる。膜−電極アッセンブリとセパレータ１８との間には、アノード側、カソード側にそれぞれ拡散層１３，１６が設けられる。
【００２８】
膜―電極アッセンブリとセパレータ１８を重ねてセル（単セル）１９を構成し、少なくとも１つのセルからモジュールを構成し、モジュールを積層してセル積層体とし、セル積層体のセル積層方向両端に、ターミナル２０、インシュレータ２１、エンドプレート２２を配置し、両端のエンドプレート２２をセル積層体の外側でセル積層方向に延びる締結部材（たとえば、テンションプレート２４）にボルト・ナット２５にて固定し、燃料電池スタック２３が構成される。燃料電池スタック２３は、密閉容器である図示略のスタックケーシング内に収容されている。
【００２９】
セパレータ１８には、アノード１４に燃料ガス（水素）を供給するための燃料ガス流路２７が形成され、カソード１７に酸化ガス（酸素、通常は空気）を供給するための酸化ガス流路２８が形成されている。また、セパレータ１８には冷媒（通常、冷却水）を流すための冷媒流路２６も形成されている。冷媒流路２６はセル１９毎に、または複数のセル１９毎に（たとえば、モジュール毎に）設けられている。
【００３０】
セパレータ１８は、メタルセパレータ、カーボンセパレータ、導電性樹脂セパレータ、メタルセパレータと樹脂フレームとの合成セパレータ、またはこれらの組合せからなる。以下の説明では、このうち合成セパレータを例にとって説明するが、セパレータは合成セパレータに限るものではない。
【００３１】
合成セパレータの場合、セパレータ１８は、セル中央部にガス流路２７，２８を形成する金属板２９と、セル外周部に設けられる樹脂フレーム３０と、を有する。プラス極側の金属板２９とマイナス極側の金属板２９との間にＭＥＡが挟まれ、中央部では金属板２９のＭＥＡ側にガス流路２７，２８が形成され、周囲部ではプラス極側の金属板２９とマイナス極側の金属板２９との間に電解質膜１１が挟まれる。金属板２９同士の間、樹脂フレーム３０と金属板２９との間、金属板２９と電解質膜１１との間は接着剤にてシールされる。
【００３２】
電解質膜１１を挟んで対向するプラス極側の金属板２９とマイナス極側の金属板２９との間には電位差があり、その電位差は約１ボルトである。１つのセル１９のプラス極側の金属板２９と、隣りのセル１９のマイナス極側の金属板２９とはセル中央部で接触していて、電位差はない。
【００３３】
次に、多チャンネル測定装置（セル電圧測定装置）１０を説明する。
【００３４】
本発明実施例の多チャンネル測定装置１０は、図２に示すように、端子側コネクタ４０と、端子側コネクタ４０と接続される機器側コネクタ５０と、を有する。本発明実施例の多チャンネル測定装置１０は、さらに、ＥＣＵ（Electronic Control Unit、電子制御装置）６０と、ワイヤハーネス７０を有していてもよい。
【００３５】
端子側コネクタ４０は、極数が２以上の任意の自然数であるＮのＮ極コネクタ４１か、極数が（Ｎ＋１）の（Ｎ＋１）極コネクタ４２か、の２種類のコネクタのいずれかのコネクタである。端子側コネクタ４０は複数設けられている。
【００３６】
多チャンネル測定装置１０は、図１に示すように、端子側コネクタ４０で、燃料電池スタック２３に、燃料電池スタック２３のセル１９の数に対して極数の過不足なく、接続されている。燃料電池スタック２３の全セル１９の数と端子側コネクタ４０の全極数が等しくなるように、端子側コネクタ４０のＮ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２の数と組み合わせが決定されている。なお、図示例では、Ｎ＝５の場合を示している。しかし、Ｎは５に限定されるものではなく、たとえば、２，３，４，６，７などの５以外の自然数であってもよい。
【００３７】
Ｎ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２は、ハウジング４３と、端子４４を備える。端子４４の数は、Ｎ極コネクタ４１の場合はＮであり、（Ｎ＋１）極コネクタ４２の場合は（Ｎ＋１）である。ハウジング４３は、Ｎ極コネクタ４１のＮ個の端子４４、または、（Ｎ＋１）極コネクタ４２の（Ｎ＋１）個の端子４４を、保持する。
【００３８】
ハウジング４３は、非導電性でたとえば樹脂製である。端子４４は、導電性で金属製（金属メッキのものを含む）である。複数個の端子４４は、ハウジング４３内で、端子４４同士互いに並列に、かつ、燃料電池スタック２３のセル１９の積層方向Ａと平行な方向に列状に、配置されている。各端子４４は、セル１９のプラス、マイナスの一方の極の金属板２９に接触されてそのセル１９の電位を検出する。たとえば、１つの端子４４が１つのセル１９のプラス極の金属板２９に接触されると、隣りの端子４４は隣りのセル１９のプラス極の金属板２９に接触される。
【００３９】
機器側コネクタ５０は、図２に示すように、ＥＣＵ６０に設けられる。機器側コネクタ５０は、複数個（図示例では３個）列状に並べて配置されている。任意の１つの機器側コネクタ５０の極数は、（Ｎ＋１）より大で燃料電池スタック２３のセル１９の数より小である。各機器側コネクタ５０の極数は、同じであってもよく、異なっていてもよい。任意の１つの機器側コネクタ５０は、汎用品が使用されており、その極数はたとえば８の倍数である。ただし、任意の１つの機器側コネクタ５０の極数は８の倍数以外であってもよい。任意の１つの機器側コネクタ５０は、ワイヤハーネス７０にて、端子側コネクタ４０の少なくとも１個と接続されている。
【００４０】
各機器側コネクタ５０に接続されるワイヤハーネス７０は、各機器側コネクタ５０に接続されるワイヤハーネス７０毎に束ねられてケーブル７１を構成しており、ケーブル７１部位でスタックケーシングの壁を貫通している。端子側コネクタ４０はスタックケーシング内にあり、機器側コネクタ５０とＥＣＵ６０はスタックケーシング外にある。
【００４１】
複数個並べて配置される機器側コネクタ５０のうち一端に位置する端部機器側コネクタ５０ａ以外の非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の１つの機器側コネクタ５０ｂと、非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の１つの機器側コネクタ５０ｂと接続される少なくとも１つの端子側コネクタ４０とは、極数の過不足なく接続されている。非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の１つの機器側コネクタ５０ｂと、非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の１つの機器側コネクタ５０ｂと接続される少なくとも１つの端子側コネクタ４０とが、極数の過不足なく接続されるように、非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の１つの機器側コネクタ５０ｂと接続される少なくとも１つの端子側コネクタ４０の、Ｎ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２の、数と組み合わせが決定されている。
【００４２】
端部機器側コネクタ５０ａの極数は、端部機器側コネクタ５０ａと接続される少なくとも１つの端子側コネクタ４０の極数より大であってもよく、端部機器側コネクタ５０ａと接続される少なくとも１つの端子側コネクタ４０の極数と一致していてもよい。端部機器側コネクタ５０ａの極数は、端部機器側コネクタ５０ａと接続される少なくとも１個の端子側コネクタ４０の極数より大であってもよい理由は、端部機器側コネクタ５０ａに極数の余りが生じても、その他の非端部機器側コネクタ５０ｂに極数の余りが生じなければ、機器側コネクタ５０の大型化（多チャンネル測定装置１０の大型化）は無視できる程度であるからである。
【００４３】
つぎに、端子側コネクタ４０を燃料電池スタック２３のセル１９にセル１９数に対して過不足なく接続する方法、および、端子側コネクタ４０と任意の１つの非端部機器側コネクタ５０ｂとを極数の過不足なく接続する方法を説明する。
【００４４】
Ｎ極コネクタ４１の個数をＭ、（Ｎ＋１）極コネクタ４２の個数をＰ、燃料電池スタック２３のセル１９の数をＲとすると、
Ｎ×Ｍ＋（Ｎ＋１）×Ｐ＝Ｒ・・・（ｉ）
を満足するように、Ｎ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２数と組み合わせを決定する。
ここで、上記（ｉ）式を満足するＮの値は複数存在するが、その中で最大となるＮを選択することが望ましい。一体化される極数（端子数）が多いほど、端子側コネクタ４０を燃料電池スタック２３のセル１９に接続させるために要する労力を低減でき時間を削減できるからである。
【００４５】
また、Ｎ極コネクタ４１の個数をＭ１、（Ｎ＋１）極コネクタ４２の個数をＰ１、非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の１つの機器側コネクタ５０ｂの極数をＲ１とすると、
Ｎ×Ｍ１＋（Ｎ＋１）×Ｐ１＝Ｒ１・・・（ｉｉ）
を満足するように、Ｎ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２の数と組み合わせを決定する。
ここで、上記（ｉｉ）式を満足するＮの値は複数存在するが、その中で最大となるＮを選択することが望ましい。一体化される極数（端子数）が多いほど、端子側コネクタ４０と非端部機器側コネクタ５０ｂとを接続させるために要する労力を低減でき時間を削減できるからである。
【００４６】
上記（ｉ）式を満足する最大のＮと、上記（ｉｉ）式を満足する最大のＮの値が異なる場合には、上記（ｉ）式と上記（ｉｉ）式の両方を満足するＮのうち最大となるＮを選択することが望ましい。端子側コネクタ４０をセル１９にセル１９の数に対して極数の過不足なく接続でき、端子側コネクタ４０と非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の１つの機器側コネクタ５０ｂとを極数の過不足なく接続でき、さらに、端子側コネクタ４０のセル１９への接続および非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の１つの機器側コネクタ５０ｂとの接続に要する労力を低減でき時間を削減できるからである。
【００４７】
燃料電池スタック２３とＥＣＵ６０とを、端子側コネクタ４０と機器側コネクタ５０とを用いて接続する具体的な方法の一例Ｅを説明する。
全機器側コネクタ５０の極数は、燃料電池スタック２３の全セル１９の数以上である。
非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の１つの機器側コネクタ５０ｂと、任意の１つの非端部機器側コネクタ５０ｂと接続される少なくとも１つの端子側コネクタ４０との接続については、任意の１つの非端部機器側コネクタ５０ｂと、任意の１つの非端部機器側コネクタ５０ｂと接続される少なくとも１つの端子側コネクタ４０との極数が合致するように、任意の１つの非端部機器側コネクタ５０ｂと接続される少なくとも１つの端子側コネクタ４０の、Ｎ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２の、数と組み合わせが決定されている。
端部機器側コネクタ５０ａと、端部機器側コネクタ５０ａと接続される少なくとも１つの端子側コネクタ４０との接続については、端部機器側コネクタ５０ａと接続される少なくとも１つの端子側コネクタ４０の極数が、燃料電池スタック２３の全セル１９の数から、非端部機器側コネクタ５０ｂと接続される端子側コネクタ４０と接続されるセル１９の数を、差し引いた数と合致するように、端部機器側コネクタ５０ａと接続される少なくとも１つの端子側コネクタ４０の、Ｎ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２の数と組み合わせが決定されている。
【００４８】
ここで、上記（ｉ）式と上記（ｉｉ）式の両方を満足するＮのうち最大となるＮの値が、たとえばＮ＝５のときを説明する。
Ｎ＝５のとき、（Ｎ＋１）＝６になるため、Ｎ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２との２種類のコネクタの数と組み合わせを決定することで、以下の燃料電池スタック２３のセル１９の数および非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の１つの機器側コネクタ５０ｂの極数に対応できる。
５×１＋（５＋１）×０＝５、
５×０＋（５＋１）×１＝６、
５×２＋（５＋１）×０＝１０、
５×１＋（５＋１）×１＝１１、
５×０＋（５＋１）×２＝１２、
５×３＋（５＋１）×０＝１５、
５×２＋（５＋１）×１＝１６、
５×１＋（５＋１）×２＝１７、
５×０＋（５＋１）×３＝１８、
５×４＋（５＋１）×０＝２０、
５×３＋（５＋１）×１＝２１、
５×２＋（５＋１）×２＝２２、
５×１＋（５＋１）×３＝２３、
５×０＋（５＋１）×４＝２４、
５×５＋（５＋１）×０＝２５、
５×４＋（５＋１）×１＝２６、
５×３＋（５＋１）×２＝２７、
５×２＋（５＋１）×３＝２８、
５×１＋（５＋１）×４＝２９、
５×０＋（５＋１）×５＝３０、
５×５＋（５＋１）×１＝３１、
５×４＋（５＋１）×２＝３２、
５×３＋（５＋１）×３＝３３、
・・・
【００４９】
このことから、Ｎ＝５の場合、燃料電池スタック２３のセル１９の数および非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の１つの機器側コネクタ５０ｂの極数が２０以上の自然数の場合（Ｎ２−Ｎの場合）には、全ての自然数に対応できることがわかる。また、燃料電池スタック２３のセル１９の数および非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の１つの機器側コネクタ５０ｂの極数が２０未満の場合でも、５，６，１０，１１，１２，１５，１６，１７，１８の場合には対応できることがわかる。
【００５０】
したがって、燃料電池スタック２３のセル１９の数および非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の１つの機器側コネクタ５０ｂの極数が（Ｎ２−Ｎ）以上の場合には、全ての自然数に対応できる。また、燃料電池スタック２３のセル１９の数および非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の１つの機器側コネクタ５０ｂの極数が（Ｎ２−Ｎ）未満であっても、複数の（約半数の）自然数に対応できる。
【００５１】
次に、本発明実施例の作用、効果を説明する。
【００５２】
本発明実施例では、燃料電池スタック２３のセル１９の数と複数の端子側コネクタ４０の全極数が等しくなるように、Ｎ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２の、数と組み合わせが決定されているため、端子側コネクタ４０に極数の余りはない。そのため、端子側コネクタ４０に極数の余りがある場合に比べて、無駄がなく、また、多チャンネル測定装置１０の小型化をはかることができスペース上有利である。
また、燃料電池スタック２３のセル１０の数を変更した場合であっても、Ｎ極と（Ｎ＋１）極以外の極数の端子側コネクタを新設せずに、Ｎ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２の数と組み合わせを変えることで対応することができる。そのため、従来に比べて燃料電池スタック２３のセル１９の数の変更に容易に対応できる。
【００５３】
Ｎ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２とを上記（ｉ）式を満たすように組み合わせることで、多チャンネル測定装置１０を燃料電池スタック２３に燃料電池スタック２３のセル１９の数に対して過不足なく接続できる。
Ｎ極コネクタ４１の極数Ｎが上記（ｉ）式を満足するＮのうち最大となるＮである場合、極数Ｎが上記（ｉ）式を満足するＮのうち最大となるＮでない場合に比べて、一個のＮ極コネクタ４１が多くの極を持つことができる。その結果、極数Ｎが上記（ｉ）式を満足するＮのうち最大となるＮでない場合に比べて、端子側コネクタ４０を燃料電池スタック２３のセル１９に接続させるために要する労力を低減でき時間を削減できる。
【００５４】
燃料電池スタック２３のセル１９の数が（Ｎ２−Ｎ）以上であるため、燃料電池スタック２３のセル１０の数を変更した場合であっても、Ｎ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２の数と組合せを変えることで、Ｎ極と（Ｎ＋１）極以外の極数の端子側コネクタを新設せずにセル１９の数のあらゆる変更に対応することができる。その結果、端子側コネクタ４０はＮ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２の２種類で済み、３種類以上要する場合に比べて部品点数を削減できる。
【００５５】
非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の機器側コネクタ５０ｂの極数と、非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の機器側コネクタ５０ｂと接続される少なくとも１個の端子側コネクタ４０の極数とが、過不足なく接続されるように、端子側コネクタ４０のＮ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２の数と組み合わせが決定されているため、非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の機器側コネクタ５０ｂと、非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の機器側コネクタ５０ｂと接続される少なくとも１個の端子側コネクタ４０とに、極数の余りはない。そのため、非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の機器側コネクタ５０ｂ、または非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の機器側コネクタ５０ｂと接続される少なくとも１個の端子側コネクタ４０に、極数の余りを持たせる場合に比べて、コネクタの小型化をはかることができ、多チャンネル測定装置１０の小型化をはかることができる。
【００５６】
Ｎ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２とを上記（ｉｉ）式を満たすように組み合わせることで、非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の機器側コネクタ５０ｂと、非端部機器側コネクタ５０ｂの任意の機器側コネクタ５０ｂと接続される少なくとも１個の端子側コネクタ４０とを、極数の過不足なく接続できる。
【００５７】
Ｎ極コネクタ４１の極数Ｎが上記（ｉｉ）式を満足するＮのうち最大となるＮであるため、極数Ｎが上記（ｉｉ）式を満足するＮのうち最大となるＮでない場合に比べて、一個のＮ極コネクタ４１が多くの極を持つことができる。その結果、極数Ｎが上記（ｉｉ）式を満足するＮのうち最大となるＮでない場合に比べて、端子側コネクタ４０と機器側コネクタ５０を接続させるために要する労力を低減でき時間を削減できる。
【００５８】
任意の機器側コネクタ５０の極数が８の倍数であるため、機器側コネクタ５０に、８の倍数が極数のラインアップの基準となっている汎用品を使用できる。
【００５９】
端部機器側コネクタ５０ａの極数が、端部機器側コネクタ５０ａと接続される少なくとも１つの端子側コネクタ４０の極数より、大である場合、燃料電池スタック２３のセル１９の数を増加させた場合であっても、セル１９の増加数が、端部機器側コネクタ５０ａの極数から端部機器側コネクタ５０ａと接続される少なくとも１個の端子側コネクタ４０の極数を引いた数より少ない数であれば、新たに機器側コネクタ５０を設ける必要はなく、セル１９の増加に端部機器側コネクタ５０ａで対応できる。
【００６０】
端部機器側コネクタ５０ａの極数が、端部機器側コネクタ５０ａと接続される少なくとも１個の端子側コネクタ４０の極数と、一致している場合、端部機器側コネクタ５０ａの極数が、端部機器側コネクタ５０ａと接続される少なくとも１つの端子側コネクタ４０の極数と不一致である場合に比べて、多チャンネル測定装置１０を小型化できる。
【００６１】
上記一例Ｅの作用、効果はつぎの通りである。
各非端部機器側コネクタと端子側コネクタとの接続において極数の過不足が生じると、（ａ）各非端部機器側コネクタに極数の余りを持たせるか、または、（ｂ）図５の比較例に示すように、端子側コネクタの余りを隣の機器側コネクタに接続する中継ケーブル１００を設ける必要がある。これに対し、本発明では、各非端部機器側コネクタ５０ｂについて極数の過不足なく端子側コネクタ４０を接続できる。したがって、（ａ）、（ｂ）の問題は生じない。なお、図５の比較例においては、各端子側コネクタの極数は５であり、端子側コネクタの一端にセルに過不足なく接続するための５以外の極数（図示例では３）の端子側コネクタが設けられた場合を示している。また、比較例の部品と本発明の部品との対応を理解しやすくするために、図５において、本発明の部品に対応する部品に、本発明の部品の符号に´（ダッシュ）を付けた符号を付してある。これによって比較例の構成の説明を省略する。
また、燃料電池スタック２３の全セル１９の数から、非端部機器側コネクタ５０ｂと接続される端子側コネクタ４０と接続されるセルの数を、差し引いた数と合致するように、端部機器側コネクタ５０ａと接続される端子側コネクタ４０の、Ｎ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２の、数と組み合わせが決定されているため、端部機器側コネクタ５０ａに接続される端子側コネクタ４０の、Ｎ極コネクタ４１と（Ｎ＋１）極コネクタ４２の、数と組み合わせを決定するだけで、全セル１０の数と全端子側コネクタ４０の極数とを一致させることができる。
Claims (9)
- 極数が２以上の任意の自然数であるＮのＮ極コネクタか、極数が（Ｎ＋１）の（Ｎ＋１）極コネクタか、のいずれかのコネクタである端子側コネクタを複数有しており、
燃料電池スタックのセルの数と複数の前記端子側コネクタの全極数が等しくなるように、前記Ｎ極コネクタと前記（Ｎ＋１）極コネクタの、数と組み合わせが決定されている、燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置。 - 前記Ｎ極コネクタの個数をＭ、前記（Ｎ＋１）極コネクタの個数をＰ，前記燃料電池スタックのセルの数をＲとすると、
Ｎ×Ｍ＋（Ｎ＋１）×Ｐ＝Ｒ・・・（ｉ）
を満足する請求項１記載の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置。 - 前記Ｎ極コネクタの極数Ｎは、前記（ｉ）式を満足するＮのうち最大となるＮである請求項２記載の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置。
- 前記燃料電池スタックのセルの数は（Ｎ２−Ｎ）以上である請求項１〜請求項３記載の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置。
- 複数個並べて配置される機器側コネクタを有し、
任意の１つの前記機器側コネクタの極数は、（Ｎ＋１）より大で前記燃料電池スタックのセルの数より小であり、
任意の１つの前記機器側コネクタは、前記端子側コネクタの少なくとも１つと接続されており、
複数個並べて配置される前記機器側コネクタのうち一端に位置する端部機器側コネクタ以外の非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタと、前記非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタと接続される少なくとも１つの前記端子側コネクタとが、極数の過不足なく接続されるように、前記非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタと接続される少なくとも１つの前記端子側コネクタの、前記Ｎ極コネクタと前記（Ｎ＋１）極コネクタの、数と組み合わせが決定されている、請求項１記載の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置。 - 前記Ｎ極コネクタの個数をＭ１、前記（Ｎ＋１）極コネクタの個数をＰ１、前記非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタの極数をＲ１とすると、
Ｎ×Ｍ１＋（Ｎ＋１）×Ｐ１＝Ｒ１・・・（ｉｉ）
を満足する請求項５記載の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置。 - 前記Ｎ極コネクタの極数Ｎは、前記（ｉｉ）式を満足するＮのうち最大となるＮである請求項６記載の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置。
- 任意の１つの前記機器側コネクタの極数は８の倍数である請求項５記載の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置。
- 全機器側コネクタの極数は、前記燃料電池スタックの全セルの数以上であり、
前記非端部機器側コネクタの任意の１つの機器側コネクタと、該任意の１つの非端部機器側コネクタと接続される少なくとも１つの前記端子側コネクタとの接続については、前記任意の１つの非端部機器側コネクタと、該任意の１つの非端部機器側コネクタと接続される前記少なくとも１つの端子側コネクタとの極数が合致するように、前記任意の１つの非端部機器側コネクタと接続される前記少なくとも１つの端子側コネクタの前記Ｎ極コネクタと前記（Ｎ＋１）極コネクタの数と組み合わせが決定されており、
前記端部機器側コネクタと、該端部機器側コネクタと接続される端子側コネクタとの接続については、該端部機器側コネクタと接続される前記端子側コネクタの極数が、前記燃料電池スタックの全セルの数から前記非端部機器側コネクタと接続される前記端子側コネクタと接続されるセルの数を差し引いた数と合致するように、前記端部機器側コネクタと接続される前記端子側コネクタの前記Ｎ極コネクタと前記（Ｎ＋１）極コネクタの数と組み合わせが決定されている、請求項５記載の燃料電池スタックに接続される多チャンネル測定装置。
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