JP5396823B2 - Current measuring device - Google Patents

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Description

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

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

そして、電流測定部の第1電極と抵抗体とを接続する第1接続部および抵抗体と第2電極とを接続する第2接続部間の電位差を電流測定用電圧センサで検出し、検出された電位差を抵抗体の電気抵抗値で除することによって、燃料電池の内部を流れる電流を測定している。
特開2007−280643号公報
Then, the potential difference between the first connection part that connects the first electrode of the current measurement part and the resistor and the second connection part that connects the resistor and the second electrode is detected by the voltage sensor for current measurement. The current flowing inside the fuel cell is measured by dividing the measured potential difference by the electric resistance value of the resistor.
JP 2007-280643 A

ところで、特許文献1の電流測定装置を燃料電池の交流インピーダンスを計測するための電流検出手段として用いると、燃料電池に印加する交流電流が高周波になると、交流インピーダンスを正確に計測できないといった問題があった。   By the way, when the current measuring device of Patent Document 1 is used as a current detecting means for measuring the AC impedance of the fuel cell, there is a problem that the AC impedance cannot be accurately measured when the AC current applied to the fuel cell becomes a high frequency. It was.

そこで、本発明者らがこの原因を調査したところ、高周波電流が電流測定装置内の抵抗体の電流経路を流れると、抵抗体の電流経路に生じる磁束の逆起電力によってインダクタンスが発生し、そのインダクタンスの影響が無視できないことが判明した。つまり、この電流測定装置内の抵抗体の有するインダクタンスの影響によって、特許文献1の電流測定装置では、実際に流れる高周波電流に対して大きな誤差を生じ、正確な電流測定ができなくなることが分かった。   Therefore, when the present inventors investigated the cause, when a high-frequency current flows through the current path of the resistor in the current measuring device, an inductance is generated due to the counter electromotive force of the magnetic flux generated in the current path of the resistor, It turned out that the influence of inductance cannot be ignored. That is, it has been found that due to the influence of the inductance of the resistor in the current measuring device, the current measuring device of Patent Document 1 causes a large error with respect to the actually flowing high-frequency current and cannot perform accurate current measurement. .

本発明は、上記点に鑑み、抵抗体を有して構成された電流測定部を備える電流測定装置において、高周波電流によるインダクタンスの影響を低減して電流測定精度を向上させることを目的とする。   In view of the above points, an object of the present invention is to improve the current measurement accuracy by reducing the influence of inductance due to a high-frequency current in a current measurement device including a current measurement unit configured with a resistor.

本発明、上記目的を達成するために案出されたもので、請求項1に記載の発明では、酸化剤ガスと燃料ガスとを電気化学反応させて電気エネルギを出力する複数のセル(10a)を積層配置して構成された燃料電池(10)に適用され、燃料電池(10)の内部を流れる電流を測定する電流測定装置であって、隣合うセル(10a)間に配置されて、隣合うセル(10a)のうち一方のセルに電気的に接触する第1電極(111)、隣合うセル(10a)のうち他方のセルに電気的に接触する第2電極(141)、および第1電極(111)と第2電極(141)とを電気的に接続するとともに予め定めた電気抵抗値を有する抵抗体を有する1つ以上の電流測定部(101)と、抵抗体の2点間の電位差を検出する電位差検出手段(102)と、抵抗体の2点間の抵抗値と電位差検出手段(102)によって検出された検出電位差とを用いて、セル(10a)を流れる電流値を検出する電流値検出手段(51)とを備え、抵抗体は、第1電極(111)側に電気的に接続される第1抵抗部(121、126a)と、第2電極(141)側に電気的に接続される第2抵抗部(131、126b)とを有し、第1抵抗部(121、126a)と第2抵抗部(131、126b)は、第1抵抗部(121、126a)における電流流れ方向と第2抵抗部(131、126b)における電流流れ方向とが互いに並行、かつ、反対方向となるように対向配置されていることを特徴とする。   The present invention has been devised to achieve the above object. In the invention according to claim 1, a plurality of cells (10a) for outputting electric energy by electrochemical reaction of an oxidant gas and a fuel gas. Is a current measuring device that is applied to a fuel cell (10) configured by stacking and measuring the current flowing inside the fuel cell (10), and is disposed between adjacent cells (10a). A first electrode (111) in electrical contact with one cell of the matching cells (10a), a second electrode (141) in electrical contact with the other cell of adjacent cells (10a), and a first One or more current measurement units (101) having a resistor having a predetermined electrical resistance value while electrically connecting the electrode (111) and the second electrode (141), and two points of the resistor Potential difference detecting means for detecting potential difference (102) Current value detecting means (51) for detecting the current value flowing through the cell (10a) using the resistance value between the two points of the resistor and the detected potential difference detected by the potential difference detecting means (102), The resistor includes a first resistor part (121, 126a) electrically connected to the first electrode (111) side and a second resistor part (131, electrically connected to the second electrode (141) side. 126b), and the first resistor part (121, 126a) and the second resistor part (131, 126b) are connected to the first resistor part (121, 126a) in the current flow direction and the second resistor part (131, 126b). ) Are arranged so as to be parallel to each other and opposite to each other.

これによれば、抵抗体を流れる電流の流れ方向が第1抵抗部(121、126a)と第2抵抗部(131、126b)とで反対方向となるように対向して配置されているため、抵抗体の電流経路を高周波電流が流れる場合、電流が作る磁界も反対方向となり、互いに打ち消し合うように作用する。従って、高周波電流による抵抗体のインダクタンスの影響を低減することができ、電流測定装置(100)の測定精度を向上させることができる。   According to this, since the flow direction of the current flowing through the resistor is arranged so as to be opposite to each other in the first resistance portion (121, 126a) and the second resistance portion (131, 126b), When a high-frequency current flows through the current path of the resistor, the magnetic field generated by the current is also in the opposite direction and acts to cancel each other. Therefore, the influence of the inductance of the resistor due to the high frequency current can be reduced, and the measurement accuracy of the current measuring device (100) can be improved.

また、請求項に記載の発明では、第1抵抗部(121)と第2抵抗部(131)は、抵抗体接続部(101a)を介して電気的に接続されるとともに、第1抵抗部(121)と第2抵抗部(131)の間に絶縁層が設けられており、第1抵抗部(121)は、絶縁層における第1電極(111)側に配置され、第2抵抗部(141)は、絶縁層における第2電極(141)側に配置される構成としている。
さらに、請求項1に記載の発明では、電流測定部(101)は、第1抵抗部(121)および第2抵抗部(131)の間を境に第1電極(111)側の構成と第2電極(141)側の構成とが対称となるように設けられていることを特徴としている。
これによれば、第1抵抗部(121)および第2抵抗部(131)の周囲の構成によって生ずる透磁率の変動を抑制することができるため、各抵抗部(121、131)を流れる電流が作る磁界同士をより効果的に打ち消すことができる。
Further, the invention described in claim 1, the first resistor section (121) the second resistance portion (131) is electrically connected through resistor connecting portion (101a), the first resistor section (121) and the second resistance portion (131) are provided with an insulating layer. The first resistance portion (121) is disposed on the first electrode (111) side of the insulating layer, and the second resistance portion ( 141) is configured to be disposed on the second electrode (141) side in the insulating layer .
Furthermore, in the first aspect of the present invention, the current measuring unit (101) includes the first electrode (111) side configuration and the first resistor (121) between the first resistor (121) and the second resistor (131). The second electrode (141) side is provided so as to be symmetrical.
According to this, since the fluctuation | variation of the magnetic permeability which arises by the structure around the 1st resistance part (121) and the 2nd resistance part (131) can be suppressed, the electric current which flows through each resistance part (121, 131) can be suppressed. The magnetic fields to be created can be canceled more effectively.

また、請求項に記載の発明のように、請求項1ないし5のいずれか1つに記載の発明において、絶縁層は、第1抵抗部(121)と第2抵抗部(131)とを接着する薄膜状の絶縁性接着剤(124)であることを特徴とする。 Further, as in the invention described in claim 6 , in the invention described in any one of claims 1 to 5 , the insulating layer includes a first resistor portion (121) and a second resistor portion (131). It is a thin film-like insulating adhesive (124) to be bonded.

これによれば、第1抵抗部(121)と第2抵抗部(131)との間隔を狭くすることができ、各抵抗部(121、131)を流れる電流が作る磁界同士をより効果的に打ち消すことができる。   According to this, the space | interval of a 1st resistance part (121) and a 2nd resistance part (131) can be narrowed, and the magnetic fields which the electric current which flows through each resistance part (121, 131) produce more effectively. Can be countered.

また、請求項に記載の発明のように、請求項1ないし6のいずれか1つに記載の発明において、電位差検出手段(102)を第1抵抗部(121)と第2抵抗部(131)のうち一方の抵抗部における2点間の電位差を検出するように構成してもよい。 Further, as in the invention described in claim 7 , in the invention described in any one of claims 1 to 6 , the potential difference detecting means (102) is configured to include the first resistor portion (121) and the second resistor portion (131). ) May be configured to detect a potential difference between two points in one resistance portion.

これによれば、電流測定部(101)における抵抗体以外の電流が流れる構成、すなわち、抵抗体接続部(101a)等で発生するインダクタンスの影響を低減することができ、電流測定装置(100)の測定精度をさらに向上させることができる。   According to this, it is possible to reduce the influence of the current flowing in the current measurement unit (101) other than the resistor, that is, the influence of the inductance generated in the resistor connection unit (101a), and the current measurement device (100). The measurement accuracy can be further improved.

また、請求項に記載の発明では、請求項に記載の発明において、第1電極(111)は、第1プリント基板(110)に配置され、第2電極(141)は、第2プリント基板(140)に配置され、第1プリント基板(110)および第2プリント基板(140)は、少なくとも第1抵抗部(121)および第2抵抗部(131)を挟み込んだ状態で積層基板として一体に結合され、第1プリント基板(110)と第2プリント基板(140)との間には、第1電極(111)と第1抵抗部(121)とを電気的に接続する第1接続部(101b)を電位差検出手段(102)に接続するための配線パターン(122)、および第2電極(141)と第2抵抗部(131)とを電気的に接続する第2接続部(101c)を電位差検出手段(102)に接続するための配線パターン(132)が設けられた一対のプリント基板(120、130)が配置され、一対のプリント基板(120、130)は、第1抵抗部(121)および第2抵抗部(131)を挟んで配置され、配線パターン()が第1抵抗部(121)および第2抵抗部(131)の間を境に対称となるように設けられていることを特徴とする。 Further, in the invention according to claim 2, in the invention described in claim 1, the first electrode (111) is disposed on the first printed circuit board (110), second electrode (141), second printed The first printed circuit board (110) and the second printed circuit board (140) are arranged on the substrate (140), and are integrated as a laminated substrate with at least the first resistance part (121) and the second resistance part (131) sandwiched therebetween. coupled to a first printed circuit board (110) between the second printed circuit board (140), a first connecting portion connecting the first resistor portion first electrode (111) and (121) electrically A wiring pattern (122) for connecting (101b) to the potential difference detection means (102), and a second connection part (101c) for electrically connecting the second electrode (141) and the second resistance part (131) The potential difference detection means 102) is provided with a pair of printed circuit boards (120, 130) provided with a wiring pattern (132) for connection to the first resistance unit (121) and the second printed circuit board (120, 130). The wiring pattern () is provided so as to be symmetrical between the first resistance part (121) and the second resistance part (131), with the resistance part (131) interposed therebetween. .

これによれば、第1抵抗部(121)および第2抵抗部(131)の近傍の配線パターンによって生ずる透磁率の変動を抑制できるため、各抵抗部(121、131)を流れる電流が作る磁界同士をより効果的に打ち消すことができる。   According to this, since the fluctuation | variation of the magnetic permeability produced by the wiring pattern of the vicinity of the 1st resistance part (121) and the 2nd resistance part (131) can be suppressed, the magnetic field which the electric current which flows through each resistance part (121, 131) produces You can cancel each other more effectively.

また、請求項に記載の発明では、請求項に記載の発明において、一対のプリント基板(120、130)のうち第1電極(111)側のプリント基板(120)と第1プリント基板(110)との間、および第2電極(141)側のプリント基板(130)と第2プリント基板(140)との間には、それぞれ強磁性体(125、135)が配置されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the invention, in the second aspect of the invention, the printed circuit board (120) on the first electrode (111) side and the first printed circuit board (120) of the pair of printed circuit boards (120, 130). 110) and between the printed circuit board (130) on the second electrode (141) side and the second printed circuit board (140), ferromagnetic materials (125, 135) are respectively disposed. Features.

これによれば、配線パターンが形成された一対のプリント基板(120、130)と各電極(111、141)との間に配置された強磁性体(125、135)を磁気シールドとして作用させることができるため、外界で発生した磁界ノイズによる電流測定部(101)への影響を低減させることができる。   According to this, the ferromagnetic material (125, 135) disposed between the pair of printed circuit boards (120, 130) on which the wiring pattern is formed and the electrodes (111, 141) is caused to act as a magnetic shield. Therefore, the influence on the current measurement unit (101) due to magnetic field noise generated in the outside world can be reduced.

また、請求項に記載の発明では、請求項またはに記載の発明において、同一の前記隣合うセル(10a)間に複数の電流測定部(101)が配置され、複数の電流測定部(101)の間には、異なる電流測定部(101)における配線パターン同士を電気的に分断するギャップ(103)が設けられていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the second or third aspect of the present invention, a plurality of current measuring units (101) are arranged between the same adjacent cells (10a), and a plurality of current measuring units are arranged. Between (101), the gap (103) which electrically divides wiring patterns in a different electric current measurement part (101) is provided.

このように、複数の電流測定部(101)は、異なる電流測定部(101)間における配線パターン同士をギャップ(103)によって電気的に分断する構成であるため、電流測定部(101)近傍における磁界ノイズの影響を抑制することができる。   As described above, since the plurality of current measurement units (101) are configured to electrically separate the wiring patterns between the different current measurement units (101) by the gap (103), in the vicinity of the current measurement unit (101). The influence of magnetic field noise can be suppressed.

また、請求項に記載の発明では、請求項ないしに記載の発明において、複数の電流測定部(101)が配置され、複数の電流測定部(101)は、隣合う電流測定部(101)における第1抵抗部(121)および第2抵抗部(131)を流れる電流の流れ方向が反対方向となるように配置されていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the first to third aspects of the present invention, a plurality of current measurement units (101) are arranged, and the plurality of current measurement units (101) are arranged adjacent to each other. 101), the current flowing through the first resistor part (121) and the second resistor part (131) is arranged in the opposite direction.

このように、隣合う電流測定部(101)における第1抵抗部(121)および第2抵抗部(131)を流れる電流の流れ方向を反対方向となるように配置することで、隣合う電流測定部(101)間で生ずる磁界ノイズの影響を抑制することができる。   As described above, the adjacent current measurement units (101) are arranged so that the flow directions of the currents flowing through the first resistance unit (121) and the second resistance unit (131) are opposite to each other. The influence of magnetic field noise generated between the parts (101) can be suppressed.

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について図1〜図6に基づいて説明する。図1は、本実施形態の電流測定装置100を適用した燃料電池システムの全体構成図である。この燃料電池システムは、電気自動車の一種である、いわゆる燃料電池車両に適用されており、車両走行用電動モータ等の電気負荷に電力を供給するものである。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a fuel cell system to which a current measuring device 100 of the present embodiment is applied. This fuel cell system is applied to a so-called fuel cell vehicle, which is a kind of electric vehicle, and supplies electric power to an electric load such as an electric motor for vehicle travel.

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

より具体的には、燃料電池10は、基本単位となる燃料電池セル10a(以下、単にセル10aと記載する。)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。   More specifically, the fuel cell 10 is configured by electrically connecting a plurality of fuel cell cells 10a (hereinafter simply referred to as cells 10a) as basic units. In each cell 10a, as shown below, hydrogen and oxygen are electrochemically reacted to output electric energy.

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

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。   Furthermore, the electrical energy output from the fuel cell 10 is measured by a cell monitor 11 that detects a voltage output from each cell 10a of the fuel cell 10 and a current sensor 12 that detects a current output as the fuel cell 10 as a whole. Is done. Note that detection signals from the cell monitor 11 and the current sensor 12 are input to a control device 50 described later.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

さらに、図3に示すように、本実施形態の電流測定部集合板100aは、配線パターンが形成(プリント)された第1プリント基板110、第2プリント基板140、第3プリント基板120、および第4プリント基板130の4枚のプリント基板を有している。そして、これらのプリント基板110〜140は、それぞれ薄膜状の絶縁性接着剤を介在させた状態で、ホットプレスによって一体化された積層基板として構成されている。   Further, as shown in FIG. 3, the current measurement unit assembly board 100 a of the present embodiment includes a first printed board 110, a second printed board 140, a third printed board 120, and a first printed board on which a wiring pattern is formed (printed). 4 printed circuit boards 130 are provided. And these printed circuit boards 110-140 are comprised as a laminated substrate integrated by the hot press in the state which respectively interposed the thin-film-like insulating adhesive agent.

なお、第1〜第4プリント基板110〜140としては、一般的なガラスエポキシ基板を採用できる。また、積層基板として構成された電流測定部集合板100aのうち、対向する2辺(図3では、左右両辺)の近傍には、それぞれ積層基板の表裏を貫通する貫通穴が3つ形成されている。これらの貫通穴は、セル10aを積層した際に、空気、水素および冷却水を流通させるためのマニホールドとして機能する。   In addition, as a 1st-4th printed circuit board 110-140, a general glass epoxy board | substrate is employable. In addition, in the current measurement unit assembly plate 100a configured as a multilayer substrate, three through-holes penetrating the front and back of the multilayer substrate are formed in the vicinity of two opposing sides (left and right sides in FIG. 3). Yes. These through holes function as a manifold for circulating air, hydrogen, and cooling water when the cells 10a are stacked.

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

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

電流測定部101は、隣合うセル10aのうち一方のセル10aに電気的に接触する第1電極111、隣合うセル10aのうち他方のセル10aに電気的に接触する第2電極141、および、第1電極111と第2電極141とを電気的に接続するとともに予め定めた電気抵抗値を有する抵抗体を有して構成されている。   The current measurement unit 101 includes a first electrode 111 that is in electrical contact with one of the adjacent cells 10a, a second electrode 141 that is in electrical contact with the other cell 10a of the adjacent cells 10a, and The first electrode 111 and the second electrode 141 are electrically connected and have a resistor having a predetermined electric resistance value.

従って、第1電極111および第2電極141は一対の電極として構成されて、板状の電流測定部集合板100aの両板面に配置されることになる。具体的には、第1電極111は、第1プリント基板110における一方のセル10aに対向する面(図3の紙面手前側)に配置され、第2電極141は、第2プリント基板140における他方のセル10aに対向する面(図3の紙面奥側)に配置されている。   Therefore, the 1st electrode 111 and the 2nd electrode 141 are comprised as a pair of electrodes, and are arrange | positioned at the both plate | board surface of the plate-shaped electric current measurement part assembly board 100a. Specifically, the first electrode 111 is disposed on a surface (front side in FIG. 3) facing one cell 10 a of the first printed circuit board 110, and the second electrode 141 is disposed on the other side of the second printed circuit board 140. It is arrange | positioned in the surface (back side of the paper surface of FIG. 3) which opposes the cell 10a.

また、抵抗体は、第1電極111に電気的に接続される板状の第1抵抗部121、および第2電極141に電気的に接続される板状の第2抵抗部131を有している。そして、第1抵抗部121と第2抵抗部131が薄膜状の絶縁性接着剤124で絶縁された状態で積層基板の積層方向に対向配置されている。   In addition, the resistor includes a plate-like first resistor 121 that is electrically connected to the first electrode 111 and a plate-like second resistor 131 that is electrically connected to the second electrode 141. Yes. And the 1st resistance part 121 and the 2nd resistance part 131 are opposingly arranged in the lamination direction of a laminated substrate in the state insulated with the thin-film-like insulating adhesive agent 124. FIG.

換言すれば、本実施形態の抵抗体は、絶縁性接着剤124の第1電極側に配置された第1抵抗部121と第2電極側に配置された第2抵抗部131とが、互いに並行に対向配置されている。ここで、第1抵抗部121と第2抵抗部131との対向配置は、第1抵抗部121の電流流れ方向に直交する位置に隣接する第2抵抗部131が配置されるとともに、第2抵抗部131の電流流れ方向に直交する位置に隣接する第1抵抗部121が配置される関係を意味している。   In other words, in the resistor according to this embodiment, the first resistor 121 disposed on the first electrode side of the insulating adhesive 124 and the second resistor 131 disposed on the second electrode side are parallel to each other. Are arranged opposite to each other. Here, the opposing arrangement of the first resistance part 121 and the second resistance part 131 includes the second resistance part 131 adjacent to the first resistance part 121 at a position orthogonal to the current flow direction and the second resistance part 121. This means a relationship in which the first resistance part 121 adjacent to the position of the part 131 orthogonal to the current flow direction is arranged.

具体的には、第1抵抗部121は、第3プリント基板120のうち第1プリント基板110に対向する側の面と反対側(図3の紙面奥側)の面に配置されている。なお、第3プリント基板120のうち第1抵抗部121が形成されている側と反対側(図3の紙面手前側)の面には、第1電流測定用配線122が設けられている。さらに、本実施形態の第3プリント基板120の1辺には、第1電流測定用配線122が接続された信号取り出し用のコネクタ123が設けられている。なお、図3では、第1電流測定用配線122を実線で囲まれた斜線で示している。   Specifically, the first resistance portion 121 is disposed on the surface of the third printed circuit board 120 opposite to the surface facing the first printed circuit board 110 (the back side in FIG. 3). A first current measurement wiring 122 is provided on the surface of the third printed circuit board 120 opposite to the side on which the first resistance portion 121 is formed (the front side in FIG. 3). Furthermore, on one side of the third printed circuit board 120 of the present embodiment, a signal extraction connector 123 to which the first current measurement wiring 122 is connected is provided. In FIG. 3, the first current measurement wiring 122 is indicated by oblique lines surrounded by a solid line.

一方、第2抵抗部131は、第4プリント基板130のうち第2プリント基板140に対向する側の面と反対側(図3の紙面手前側)の面に配置されている。なお、第4プリント基板130のうち第2抵抗部131が形成されている側と反対側(図3の紙面奥側)の面には、第2電流測定用配線132が設けられている。   On the other hand, the second resistance portion 131 is disposed on the surface of the fourth printed circuit board 130 opposite to the surface facing the second printed circuit board 140 (the front side in FIG. 3). A second current measurement wiring 132 is provided on the surface of the fourth printed circuit board 130 opposite to the side on which the second resistance portion 131 is formed (the back side in FIG. 3).

さらに、本実施形態の第4プリント基板130の1辺には、第2電流測定用配線132が接続された信号取り出し用のコネクタ133が設けられている。なお、図3では、第2電流測定用配線132を破線で囲まれた斜線で示している。   Furthermore, on one side of the fourth printed circuit board 130 of the present embodiment, a signal extraction connector 133 to which the second current measurement wiring 132 is connected is provided. In FIG. 3, the second current measurement wiring 132 is indicated by hatching surrounded by a broken line.

また、これらの第1電極111、第2電極141、第1、第2抵抗部121、131および第1、第2電流測定用配線122、132は、金属箔(具体的には銅箔)にて、第1〜第4プリント基板110〜140に配線パターンとして形成されている。   The first electrode 111, the second electrode 141, the first and second resistance parts 121 and 131, and the first and second current measurement wirings 122 and 132 are formed on a metal foil (specifically, a copper foil). The wiring patterns are formed on the first to fourth printed boards 110 to 140.

次に、図4、5により、第1〜第4プリント基板110〜140の具体的積層態様、並びに、電流測定部101を構成する第1電極111、第2電極141、第1、第2抵抗部121、131および各電流測定用配線122、132の電気的接続態様を説明する。なお、図4は、電流測定部101の断面図であり、図5は、電流測定部101における電流の流れを示す説明図である。   Next, referring to FIGS. 4 and 5, specific stacking modes of the first to fourth printed circuit boards 110 to 140, and the first electrode 111, the second electrode 141, the first and second resistors constituting the current measuring unit 101 are used. The electrical connection mode of the sections 121 and 131 and the current measurement wirings 122 and 132 will be described. 4 is a cross-sectional view of the current measuring unit 101, and FIG. 5 is an explanatory diagram showing the flow of current in the current measuring unit 101.

図4に示すように、第1プリント基板110と第3プリント基板120の間、第3プリント基板120と第4プリント基板130の間、および第4プリント基板130と第2プリント基板140の間には、電気絶縁性を有する絶縁性接着剤112、124、134が配置されている。   As shown in FIG. 4, between the first printed circuit board 110 and the third printed circuit board 120, between the third printed circuit board 120 and the fourth printed circuit board 130, and between the fourth printed circuit board 130 and the second printed circuit board 140. Insulating adhesives 112, 124, and 134 having electrical insulating properties are arranged.

また、第1〜第4プリント基板110〜140には、複数の丸孔形状のスルーホール101aが設けられている。また、第1、第3プリント基板110、130には、第1ブラインドビアホール101bが設けられ、第4、第2プリント基板130、140には、第2ブラインドビアホール101cが設けられている。   The first to fourth printed circuit boards 110 to 140 are provided with a plurality of through holes 101a having a round hole shape. The first and third printed circuit boards 110 and 130 are provided with a first blind via hole 101b, and the fourth and second printed circuit boards 130 and 140 are provided with a second blind via hole 101c.

このスルーホール101a、第1、第2ブラインドビアホール101b、101cの内周面には、第1、第2電極111、141等と同様の金属箔から構成される導電体が形成されている。   On the inner peripheral surfaces of the through hole 101a and the first and second blind via holes 101b and 101c, a conductor made of the same metal foil as that of the first and second electrodes 111 and 141 is formed.

そして、第1ブラインドビアホール101bを介して、第1電極111、第1抵抗部121および第1電流測定用配線122が接続されている。また、スルーホール101aを介して、第1抵抗部121、第2抵抗部131が接続され、第2ブラインドビアホール101cを介して、第2抵抗部131、第2電極141および第2電流測定用配線132が接続されている。   The first electrode 111, the first resistor 121, and the first current measurement wiring 122 are connected through the first blind via hole 101b. The first resistor 121 and the second resistor 131 are connected via the through hole 101a, and the second resistor 131, the second electrode 141, and the second current measurement wiring are connected via the second blind via hole 101c. 132 is connected.

従って、第1、第2ブラインドビアホール101b、101cは、それぞれ本実施形態の第1、第2接続部を構成し、スルーホール101aは、本実施形態の抵抗体接続部を構成している。なお、スルーホール101a、第1、第2ブラインドビアホール101b、101cは、それぞれ第1、第2抵抗部121、131を流れる電流の流れ方向に対して垂直な方向に並ぶように配置されている。   Accordingly, the first and second blind via holes 101b and 101c constitute the first and second connection portions of the present embodiment, respectively, and the through hole 101a constitutes the resistor connection portion of the present embodiment. The through hole 101a and the first and second blind via holes 101b and 101c are arranged in a direction perpendicular to the direction of current flow through the first and second resistance portions 121 and 131, respectively.

また、第1電極111は第1抵抗部121の一端側に接続され、第2抵抗部131は、第1抵抗部121の他端側に接続されている。また、第2電極141は第2抵抗部131における第1抵抗部121が接続されていない一端側に接続されている。   The first electrode 111 is connected to one end side of the first resistance unit 121, and the second resistance unit 131 is connected to the other end side of the first resistance unit 121. The second electrode 141 is connected to one end of the second resistor 131 where the first resistor 121 is not connected.

ここで、第1、第2ブラインドビアホール101b、101cは、第1抵抗部121と第2抵抗部131と間を接着する薄膜状の絶縁性接着剤124を介在させることで、第1、第2ブラインドビアホール101b、101cとを電気的に接続しないようにしている。ここで、本実施形態では、薄膜状の絶縁性接着剤124が絶縁層に相当している。なお、絶縁層は、第1、第2抵抗部121、131等を絶縁することができれば他の方法を採用してもよい。   Here, the first and second blind via holes 101b and 101c are formed by interposing a thin film-like insulating adhesive 124 that bonds between the first resistance portion 121 and the second resistance portion 131, so that the first and second blind via holes 101b and 101c are interposed. The blind via holes 101b and 101c are not electrically connected. Here, in this embodiment, the thin insulating adhesive 124 corresponds to the insulating layer. Note that other methods may be employed for the insulating layer as long as the first and second resistance portions 121 and 131 can be insulated.

また、第1電極111および第2電極141には、第1電極111および第2電極141とスルーホール101aの両端側とが電気的に接続しないように、それぞれ逃がし部113、142が設けられている。   The first electrode 111 and the second electrode 141 are provided with relief portions 113 and 142 so that the first electrode 111 and the second electrode 141 are not electrically connected to both end sides of the through hole 101a. Yes.

そのため、第1抵抗部121と第2抵抗部131からなる抵抗体では、図5に示すように、第1抵抗部121の一端側から他端側へ電流が流れ、スルーホール101aを介して第2抵抗部131の一端側から他端側へ電流が流れることになる。   Therefore, in the resistor composed of the first resistor portion 121 and the second resistor portion 131, current flows from one end side to the other end side of the first resistor portion 121 as shown in FIG. A current flows from one end side of the two-resistance portion 131 to the other end side.

つまり、第1電極111側に配置された第1抵抗部121を流れる電流の流れ方向と第2電極側141側に配置された第2抵抗部131を流れる電流の流れ方向とが、互いに並行、かつ反対方向となるようになっている。換言すれば、第1抵抗部121、第2抵抗部131、およびスルーホール101aを含む電流測定部101の横断面から見た場合、第1抵抗部121、第2抵抗部131、およびスルーホール101aにおける電流の流れがU字状に曲折するようになっている。   That is, the flow direction of the current flowing through the first resistance part 121 disposed on the first electrode 111 side and the flow direction of the current flowing through the second resistance part 131 disposed on the second electrode side 141 side are parallel to each other. And it is in the opposite direction. In other words, when viewed from the cross section of the current measurement unit 101 including the first resistance unit 121, the second resistance unit 131, and the through hole 101a, the first resistance unit 121, the second resistance unit 131, and the through hole 101a. The current flow in is bent in a U-shape.

ここで、本実施形態の電流測定部集合板100aは、第1抵抗部121と第2抵抗部131との間を境に、第1電極111側の構成と第2電極141側の構成が互いに対称となるように設けられている。具体的には、第1電流測定用配線122および第2電流測定用配線132は、第1抵抗部121と第2抵抗部131との間の絶縁性接着剤124を境に、互いの配線パターンが対称となるように設けられている。   Here, in the current measurement unit assembly plate 100a of the present embodiment, the configuration on the first electrode 111 side and the configuration on the second electrode 141 side are mutually separated from each other between the first resistance unit 121 and the second resistance unit 131. It is provided to be symmetrical. Specifically, the first current measurement wiring 122 and the second current measurement wiring 132 are interconnected with the insulating adhesive 124 between the first resistance portion 121 and the second resistance portion 131 as a boundary. Are provided so as to be symmetrical.

そして、図4、図5に示すように、スルーホール101aと第2ブラインドビアホール101cには、それぞれ第2電流測定用配線132および外部配線を介して、電流測定用電圧センサ102が接続されている。電流測定用電圧センサ102は、第2電流測定用配線132側のスルーホール101aと第2ブラインドビアホール101cとの2点間の電位差を検出して、検出信号を電流検出回路51に出力する電位差検出手段である。   As shown in FIGS. 4 and 5, a current measuring voltage sensor 102 is connected to the through hole 101a and the second blind via hole 101c via a second current measuring wiring 132 and an external wiring, respectively. . The voltage sensor for current measurement 102 detects a potential difference between two points of the through hole 101a on the second current measurement wiring 132 side and the second blind via hole 101c, and outputs a detection signal to the current detection circuit 51. Means.

電流検出回路51は、電流測定用電圧センサ102の検出電位差およびスルーホール101aおよび第2ブラインドビアホール101c間の第2抵抗部131の電気抵抗値を用いて、演算処理を行うことで、セル10aの面内における各電流測定部101に対応する部位に流れる電流を算出する電流値検出手段である。   The current detection circuit 51 performs an arithmetic process using the detection potential difference of the voltage sensor 102 for current measurement and the electric resistance value of the second resistance part 131 between the through hole 101a and the second blind via hole 101c, thereby performing the processing of the cell 10a. It is a current value detection means for calculating a current flowing through a portion corresponding to each current measurement unit 101 in the plane.

次に、電流測定装置100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。電流測定装置100の各電流測定部101では、電流流れ方向上流側のセル10aから第1電極111の板面に電流が流れる。   Next, a current measurement method using the current measurement apparatus 100 will be described. By supplying hydrogen and air to the fuel cell 10, power generation in the fuel cell 10 is started. In each current measurement unit 101 of the current measurement device 100, a current flows from the cell 10 a upstream in the current flow direction to the plate surface of the first electrode 111.

そして、第1電極111→第1ブラインドビアホール101b→第1抵抗部121→スルーホール101a→第2抵抗部131→第2ブラインドビアホール101c→第2電極141の順に電流が流れ、第2電極141の板面から電流流れ方向下流側のセル10aに電流が流れる。   Then, a current flows in the order of the first electrode 111 → the first blind via hole 101b → the first resistance portion 121 → the through hole 101a → the second resistance portion 131 → the second blind via hole 101c → the second electrode 141, and the second electrode 141 Current flows from the plate surface to the cell 10a downstream in the current flow direction.

このとき、電流測定用電圧センサ102によって、スルーホール101aと第2ブラインドビアホール101cとの2点間の電位差を測定する。前述の如く、本実施形態では、予め定めた電気抵抗値を有する第1、第2抵抗部121、131を用いているので、スルーホール101a、第2ブラインドビアホール101c間の第2抵抗部131の電気抵抗値も既知の値となる。   At this time, the potential difference between the two points of the through hole 101a and the second blind via hole 101c is measured by the voltage sensor 102 for current measurement. As described above, in the present embodiment, since the first and second resistance portions 121 and 131 having predetermined electric resistance values are used, the second resistance portion 131 between the through hole 101a and the second blind via hole 101c is used. The electric resistance value is also a known value.

そこで、電流検出回路51では、電流測定用電圧センサ102による検出電位差を、予め既知情報として記憶しており、第2抵抗部131の電気抵抗値で除する演算処理を行うことで、第2抵抗部131に流れた電流値を算出する。そして、電流検出回路51では、上記演算処理によって得られた電流値を、制御装置50へ出力する。   Therefore, the current detection circuit 51 stores the potential difference detected by the current measurement voltage sensor 102 as known information in advance, and performs arithmetic processing to divide by the electric resistance value of the second resistance unit 131, thereby performing the second resistance. The value of the current flowing through the unit 131 is calculated. Then, the current detection circuit 51 outputs the current value obtained by the calculation process to the control device 50.

さらに、制御装置50では、セル10aの面内における電流分布を検出し、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。   Further, the control device 50 detects the current distribution in the plane of the cell 10a, estimates the power generation state of the fuel cell 10 based on the detected current distribution, and supplies the air supply amount and supply pressure, the hydrogen supply pressure, and the cooling water circulation. The amount is controlled. This improves the efficiency and reliability of the fuel cell system.

具体的には、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51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51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100の交流インピーダンスを測定することができる。   Specifically, the power generation state of the above-described fuel cell 10 can be estimated based on a change in AC impedance of each cell 10a. Here, the AC impedance measurement method in the present embodiment will be briefly described. First, an alternating current having a predetermined current is applied to the fuel cell 10 using a secondary battery, a DC-DC converter, or the like. When alternating current is applied to the fuel cell 10, the current distribution input from the cell monitor 11 and the current detection circuit 51 is measured. The AC impedance of each cell 100 can be measured by calculation based on the change in voltage value measured by the cell monitor 11 and the change in current distribution input from the current detection circuit 51.

このような方法により、燃料電池10の交流インピーダンスを測定する場合、従来の電流測定部101では、抵抗体を交流電流が通過する際に磁界が発生して、抵抗体の電流経路に生ずる磁束の逆起電力(自己誘導起電力)によりインダクタンスが発生する。そして、交流電流が高周波になるとインダクタンスの影響が無視できなくなる。   When the AC impedance of the fuel cell 10 is measured by such a method, the conventional current measuring unit 101 generates a magnetic field when the AC current passes through the resistor, and generates a magnetic flux generated in the current path of the resistor. Inductance is generated by back electromotive force (self-induced electromotive force). And if an alternating current becomes a high frequency, the influence of inductance cannot be ignored.

上述のように、本実施形態の電流測定部集合板100aの電流測定部101における第1抵抗部121と第2抵抗部131は、各抵抗部を流れる電流の流れ方向が第1抵抗部121と第2抵抗部131とで反対方向となるように対向して配置されている。そのため、第1抵抗部121および第2抵抗部131を流れる電流が作る磁界も反対方向となり、第1抵抗部121と第2抵抗部131に発生する磁界が互いに打ち消し合うように作用する。   As described above, the first resistance unit 121 and the second resistance unit 131 in the current measurement unit 101 of the current measurement unit assembly plate 100a of the present embodiment are configured such that the direction of current flow through each resistance unit is the same as that of the first resistance unit 121. The second resistor 131 is disposed so as to face the opposite direction. Therefore, the magnetic fields generated by the currents flowing through the first resistance part 121 and the second resistance part 131 are also in opposite directions, and the magnetic fields generated in the first resistance part 121 and the second resistance part 131 act so as to cancel each other.

ここで、燃料電池10に交流電流を印加して、電流測定装置100を用いて交流インピーダンスを測定した場合の結果は、図6に示す結果となった。なお、図6(a)は従来の電流測定装置を用いて交流インピーダンスを測定した場合の結果を示し、図6(b)は本実施形態の電流測定装置を用いて交流インピーダンスを測定した場合の結果を示している。   Here, the result when the alternating current was applied to the fuel cell 10 and the alternating current impedance was measured using the current measuring device 100 was the result shown in FIG. 6A shows the result when the AC impedance is measured using a conventional current measuring device, and FIG. 6B shows the result when the AC impedance is measured using the current measuring device of the present embodiment. Results are shown.

図6に示すように、従来の電流測定装置を用いて交流インピーダンス(抵抗値)を測定する場合、印加する交流電流を高周波にすると、交流インピーダンスが減少するという結果となった。また、本実施形態の電流測定装置を用いて交流インピーダンス(抵抗値)を測定する場合、印加する交流電流を高周波にしても交流インピーダンスが略一定となる結果となった。   As shown in FIG. 6, when measuring the AC impedance (resistance value) using a conventional current measuring device, the AC impedance was reduced when the applied AC current was made high frequency. Moreover, when measuring the alternating current impedance (resistance value) using the current measuring apparatus of this embodiment, even if the applied alternating current was a high frequency, the alternating current impedance was substantially constant.

このように、本実施形態の電流測定部101を備える電流測定装置100では、燃料電池10に高周波電流を印加した場合であっても、抵抗体のインダクタンスの影響を低減することができ、電流測定装置100の測定精度を向上させることができる。   As described above, in the current measuring device 100 including the current measuring unit 101 of the present embodiment, even when a high frequency current is applied to the fuel cell 10, the influence of the inductance of the resistor can be reduced, and current measurement is performed. The measurement accuracy of the apparatus 100 can be improved.

また、本実施形態では、第1抵抗部121と第2抵抗部131との間に薄膜状の絶縁性接着剤134を介在させる構成であるため、第1抵抗部121と第2抵抗部131との間隔を狭くすることができ、各抵抗部121、131を流れる電流が作る磁界同士を効果的に打ち消すことができる。   In the present embodiment, since the thin insulating adhesive 134 is interposed between the first resistor 121 and the second resistor 131, the first resistor 121, the second resistor 131, and the like. , And the magnetic fields generated by the currents flowing through the resistance portions 121 and 131 can be effectively canceled.

ここで、各抵抗部121、131を流れる電流が作る磁界は、各抵抗部121、131の周囲における透磁率によって、各抵抗部121、131における磁界の大きさが変動してしまう。そのため、本実施形態のように、各抵抗部121、131との間を境に、第1電極111側の構成と第2電極141側の構成が互いに対称となるように設けることで、各抵抗部121、131の周囲の構成によって生ずる磁界の透磁率の変動を抑制することができる。これにより、各抵抗部121、131を流れる電流が作る磁界同士をより効果的に打ち消すことができる。   Here, the magnitude of the magnetic field in each of the resistance parts 121 and 131 varies depending on the magnetic permeability around the resistance parts 121 and 131 in the magnetic field generated by the current flowing through the resistance parts 121 and 131. Therefore, as in the present embodiment, each resistor is provided so that the configuration on the first electrode 111 side and the configuration on the second electrode 141 side are symmetrical with each other between the resistor portions 121 and 131. Variations in the magnetic permeability of the magnetic field caused by the configuration around the portions 121 and 131 can be suppressed. Thereby, the magnetic fields created by the currents flowing through the resistance parts 121 and 131 can be canceled more effectively.

また、電流測定部集合板100aに設けられたスルーホール101a、各ブラインドビアホール101b、101c等はそれ自体が電気抵抗となり、その抵抗値にはバラツキが生じ易く電流測定装置100の検出精度を低下させる一因となる場合がある。   Further, the through holes 101a and the blind via holes 101b, 101c, etc. provided in the current measuring unit assembly plate 100a themselves become electric resistances, and their resistance values are likely to vary, thereby reducing the detection accuracy of the current measuring device 100. It may contribute.

そのため、本実施形態では、電流測定用電圧センサ102で検出する第2電流測定用配線132側のスルーホール101aと第2ブラインドビアホール101c間の電位差と第2抵抗部131の電気抵抗値とを用いて各電流測定部101の対応部位の電流を算出している。   Therefore, in the present embodiment, the potential difference between the through hole 101a on the second current measurement wiring 132 side detected by the current measurement voltage sensor 102 and the second blind via hole 101c and the electric resistance value of the second resistance portion 131 are used. The current of the corresponding part of each current measuring unit 101 is calculated.

これによれば、第1抵抗部121および第2抵抗部131間のスルーホール101aの電気抵抗の影響を受けない状態で電流を測定することができるため、電流測定装置100の測定精度をさらに向上させることができる。   According to this, since the current can be measured without being affected by the electrical resistance of the through hole 101a between the first resistor portion 121 and the second resistor portion 131, the measurement accuracy of the current measuring device 100 is further improved. Can be made.

なお、本実施形態では、電流測定用電圧センサ102で検出するスルーホール101aと第2ブラインドビアホール101c間の電位差と第2抵抗部131の電気抵抗値に基づいて各電流測定部101の対応部位の電流を算出しているが、これに限定されるものではない。例えば、電流測定用電圧センサ102で第1ブラインドビアホール101bとスルーホール101a間の電位差を検出し、その検出値と第1抵抗部121の電気抵抗値に基づいて各電流測定部101の対応部位の電流を算出してもよい。   In the present embodiment, the corresponding portion of each current measurement unit 101 is determined based on the potential difference between the through hole 101a and the second blind via hole 101c detected by the current measurement voltage sensor 102 and the electric resistance value of the second resistance unit 131. Although the current is calculated, the present invention is not limited to this. For example, the current measurement voltage sensor 102 detects a potential difference between the first blind via hole 101b and the through hole 101a, and based on the detected value and the electric resistance value of the first resistance part 121, the corresponding part of each current measurement part 101 is detected. The current may be calculated.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について図7〜図9に基づいて説明する。ここで、図7は、電流測定部101の断面図である。また、図8は、電流測定部集合板100aの部分断面図であり、図9は、図8の断面図における電流の流れを示す説明図である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 7 is a cross-sectional view of the current measurement unit 101. FIG. 8 is a partial cross-sectional view of the current measuring unit assembly plate 100a, and FIG. 9 is an explanatory view showing the flow of current in the cross-sectional view of FIG.

上述の第1実施形態では、抵抗体の電流経路に生ずる磁束の逆起電力(自己誘導起電力)によるインダクタンスの影響を低減させる構成について説明した。本実施形態では、抵抗体の電流経路に生ずる磁束の逆起電力(自己誘導起電力)に加えて、抵抗体の周囲の構成により生ずる磁束の逆起電力(相互誘導起電力)によるインダクタンスの影響を低減させる構成について説明する。なお、以下、上記第1実施形態と同様または均等な部分について同一の符号を付し、その説明を省略する。   In the first embodiment described above, the configuration has been described in which the influence of the inductance due to the counter electromotive force (self-induced electromotive force) of the magnetic flux generated in the current path of the resistor is reduced. In this embodiment, in addition to the counter electromotive force (self-induced electromotive force) of the magnetic flux generated in the current path of the resistor, the influence of the inductance due to the counter electromotive force (mutually induced electromotive force) of the magnetic flux generated by the configuration around the resistor. A configuration for reducing the above will be described. Hereinafter, the same or equivalent parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

本実施形態の電流測定部101は、図7に示すように、第1プリント基板110と第3プリント基板120の間、および第4プリント基板130と第2プリント基板140の間にそれぞれ強磁性体125、135を介在させる構成となっている。ここで、強磁性体125、135は、鉄、ニッケル等の材料で構成することができる。   As shown in FIG. 7, the current measurement unit 101 according to the present embodiment includes ferromagnetic materials between the first printed board 110 and the third printed board 120 and between the fourth printed board 130 and the second printed board 140. 125 and 135 are interposed. Here, the ferromagnetic materials 125 and 135 can be made of a material such as iron or nickel.

この強磁性体125、135は、第3プリント基板120の第1抵抗部121および第1電流測定用配線122、第4プリント基板130の第2抵抗部131および第2電流測定用配線132等を外界と磁気的に遮断する磁気シールドとして用いている。   The ferromagnetic bodies 125 and 135 include the first resistance part 121 and the first current measurement wiring 122 of the third printed circuit board 120, the second resistance part 131 and the second current measurement wiring 132 of the fourth printed circuit board 130, and the like. It is used as a magnetic shield that shields magnetically from the outside.

従って、この強磁性体125、135によって、外界からの磁束による逆起電力(相互誘導起電力)によるインダクタンスの影響を低減させることができる。例えば、この強磁性体125、135によって第1、第2電極111、141で発生した磁界による相互誘導を防ぐことが可能となる。   Therefore, the ferromagnetic bodies 125 and 135 can reduce the influence of inductance caused by counter electromotive force (mutually induced electromotive force) due to magnetic flux from the outside. For example, the ferromagnetic bodies 125 and 135 can prevent mutual induction due to the magnetic field generated in the first and second electrodes 111 and 141.

また、図8に示すように、複数の電流測定部101は、異なる電流測定部101間における配線パターン同士を電気的に分断するギャップ103が設けられている。本実施形態では、このギャップ103は、絶縁性接着剤112、124、134で構成されている。   Further, as shown in FIG. 8, the plurality of current measurement units 101 are provided with gaps 103 that electrically divide the wiring patterns between different current measurement units 101. In the present embodiment, the gap 103 is composed of insulating adhesives 112, 124, and 134.

これにより、隣合う電流測定部101からの磁界ノイズの影響を低減することができる。例えば、このギャップ103によって他の電流測定部101の第1、第2電極111、141で発生した磁界による相互誘導を防ぐことが可能となる。   Thereby, the influence of the magnetic field noise from the adjacent electric current measurement part 101 can be reduced. For example, the gap 103 can prevent mutual induction due to the magnetic field generated in the first and second electrodes 111 and 141 of the other current measurement unit 101.

また、図9に示すように、複数の電流測定部101における隣合う電流測定部101は、それぞれ第1抵抗部121と第2抵抗部131を流れる電流の流れ方向が反対方向となるように設けられている。   Further, as shown in FIG. 9, adjacent current measurement units 101 in the plurality of current measurement units 101 are provided such that the flow directions of the currents flowing through the first resistance unit 121 and the second resistance unit 131 are opposite to each other. It has been.

これによれば、隣合う電流測定部101のうち一方の電流測定部101の抵抗部121、131で発生する磁界を他方の抵抗部121、131で発生する磁界で打ち消すように作用させることができる。その結果、隣合う電流測定部101間で生ずる磁界ノイズの発生を抑制することができる。   According to this, it is possible to cause the magnetic field generated in the resistance units 121 and 131 of one current measurement unit 101 of the adjacent current measurement units 101 to be canceled by the magnetic field generated in the other resistance units 121 and 131. . As a result, it is possible to suppress the generation of magnetic field noise that occurs between adjacent current measuring units 101.

(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について図10〜図12に基づいて説明する。ここで、図10は、本実施形態の電流測定部101の概略図である。また、図11は、本実施形態の抵抗体126の正面図であり、図12は、電流測定部集合板100aに配置された電流測定部101の抵抗体126の電流の流れを説明する説明図である。なお、本実施形態では、上記第1、第2実施形態と同様または均等な部分について同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 10 is a schematic diagram of the current measurement unit 101 of the present embodiment. FIG. 11 is a front view of the resistor 126 of the present embodiment, and FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining the current flow of the resistor 126 of the current measuring unit 101 arranged on the current measuring unit assembly plate 100a. It is. In the present embodiment, the same or equivalent parts as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

本実施形態の電流測定部集合板100aは、第1〜第3プリント基板110、120、140の3枚のプリント基板を有し、これらのプリント基板110、120、140は、一体化された積層基板として構成されている。   The current measuring unit assembly board 100a of the present embodiment has three printed boards, first to third printed boards 110, 120, and 140, and these printed boards 110, 120, and 140 are integrated laminates. It is configured as a substrate.

電流測定部集合板100aには、複数の電流測定部101が直交する二方向にマトリックス状(格子状)に配置されており、各電流測定部101は、それぞれ第1電極111、第2電極141、抵抗体126を有して構成されている。   A plurality of current measurement units 101 are arranged in a matrix shape (lattice shape) in two directions orthogonal to each other on the current measurement unit assembly plate 100a, and each current measurement unit 101 includes a first electrode 111 and a second electrode 141, respectively. The resistor 126 is provided.

図10に示すように、第1電極111は、第1プリント基板110に配置され、第2電極141は、第2プリント基板140に配置されている。また、抵抗体126は、第3プリント基板120の第1プリント基板110と対向する面(図10の紙面手前側)に配置されている。   As shown in FIG. 10, the first electrode 111 is disposed on the first printed circuit board 110, and the second electrode 141 is disposed on the second printed circuit board 140. Further, the resistor 126 is disposed on the surface of the third printed circuit board 120 that faces the first printed circuit board 110 (the front side in FIG. 10).

電流測定部集合板100aにおける電流測定部101には、複数の丸孔形状の第1、第2スルーホール101d、101eが設けられている。複数の第1、第2スルーホール101d、101eは、電流測定部101の一端側(図10の上端側)に沿って、同一直線上に設けられている。   The current measurement unit 101 in the current measurement unit assembly plate 100a is provided with a plurality of first and second through holes 101d and 101e having a round hole shape. The plurality of first and second through holes 101d and 101e are provided on the same straight line along one end side (the upper end side in FIG. 10) of the current measurement unit 101.

複数の第1スルーホール101dと複数の第2スルーホール101eは、電流測定部101の一端側(図10の上端側)の略中央を境に区分けされている。具体的には、本実施形態では、電流測定部101の一端側(図10の上端側)における中央よりも左側に複数の第1スルーホール101dが設けられ、中央よりも右側に複数の第2スルーホール101eが設けられている。   The plurality of first through-holes 101d and the plurality of second through-holes 101e are divided with the approximate center on one end side (the upper end side in FIG. 10) of the current measurement unit 101 as a boundary. Specifically, in the present embodiment, a plurality of first through holes 101d are provided on the left side of the center on one end side (the upper end side in FIG. 10) of the current measuring unit 101, and a plurality of second through holes are provided on the right side of the center. A through hole 101e is provided.

そして、複数の第1スルーホール(第1接続部)101dを介して電流測定部101の第1電極111と抵抗体126とが接続され、複数の第2スルーホール(第2接続部)101eを介して電流測定部101の第2電極141と抵抗体126とが接続されている。   Then, the first electrode 111 and the resistor 126 of the current measurement unit 101 are connected via the plurality of first through holes (first connection portions) 101d, and the plurality of second through holes (second connection portions) 101e are connected. The second electrode 141 of the current measuring unit 101 and the resistor 126 are connected via each other.

ここで、第1電極111には、第1電極111と第2スルーホール101eとが電気的に接続しないように逃がし部(図示せず)が設けられ、第2電極141には、第2電極141と第1スルーホール101dとが電気的に接続しないように逃がし部(図示せず)が設けられている。なお、電流測定用電圧センサ102によって、第1スルーホール101dと第2スルーホール101eとの2点間の電位差を測定することで抵抗体126を流れる電流値を算出することができる。   Here, the first electrode 111 is provided with an escape portion (not shown) so that the first electrode 111 and the second through hole 101e are not electrically connected, and the second electrode 141 has the second electrode. An escape portion (not shown) is provided so that 141 and the first through hole 101d are not electrically connected. Note that the current value flowing through the resistor 126 can be calculated by measuring the potential difference between two points of the first through hole 101d and the second through hole 101e by the current measuring voltage sensor 102.

次に、本実施形態の抵抗体の詳細を図11に基づいて説明する。図11に示すように、本実施形態の抵抗体126は、第1電極111と第2電極141との並び方向(セル10aの積層方向)に直交する板面を有する板状部材で構成されている。具体的には、抵抗体126は、板状の金属箔(例えば銅箔)で構成されている。   Next, details of the resistor according to the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 11, the resistor 126 of the present embodiment is configured by a plate-like member having a plate surface orthogonal to the arrangement direction of the first electrode 111 and the second electrode 141 (the stacking direction of the cells 10 a). Yes. Specifically, the resistor 126 is composed of a plate-shaped metal foil (for example, copper foil).

この抵抗体126は、第1スルーホール101dを介して第1電極111に電気的に接続される第1抵抗部126aと、第2スルーホール101eを介して第2電極141に電気的に接続される第2抵抗部126bを有している。   The resistor 126 is electrically connected to the first electrode 126 through the first through hole 101d and the second electrode 141 through the second through hole 101e. A second resistance portion 126b.

第1抵抗部126aは、抵抗体126における第1スルーホール101dが設けられた側の一端から他端に向かって延びる形状でとなっている。すなわち、第1抵抗部126aは、図11において抵抗体126の左側の上端から左側の下端に向かって延びる形状となっている。   The first resistor 126a has a shape extending from one end of the resistor 126 on the side where the first through hole 101d is provided toward the other end. That is, the first resistor 126a has a shape extending from the left upper end of the resistor 126 toward the left lower end in FIG.

また、第2抵抗部126bは、抵抗体126における第2スルーホール101eが設けられた側の一端から他端に向かって延びる形状となっている。すなわち、第2抵抗部126bは、図11において抵抗体126の右側の上端から右側の下端に向かって延びる形状となっている。なお、第2抵抗部126bは、第1抵抗部126aと同一板面上に配置され、第2抵抗部126bの電流流れ方向が第1抵抗部126aの電流流れ方向に並行となるように設けられている。   The second resistance portion 126b has a shape extending from one end of the resistor 126 on the side where the second through hole 101e is provided toward the other end. In other words, the second resistance portion 126b has a shape extending from the right upper end of the resistor 126 toward the right lower end in FIG. The second resistor 126b is disposed on the same plate surface as the first resistor 126a, and is provided so that the current flow direction of the second resistor 126b is parallel to the current flow direction of the first resistor 126a. ing.

そして、第1、第2抵抗部126a、126bの他端側(図11の抵抗体の下端側)には、第1抵抗部126aと第2抵抗部126bとを電気的に接続するための接続抵抗部126cが設けられている。なお、接続抵抗部126cは、抵抗体126の下端側を左右方向に延びるように設けられている。   And the connection for electrically connecting the 1st resistance part 126a and the 2nd resistance part 126b to the other end side (lower end side of the resistor of Drawing 11) of the 1st and 2nd resistance parts 126a and 126b. A resistance portion 126c is provided. In addition, the connection resistance part 126c is provided so that the lower end side of the resistor 126 may be extended in the left-right direction.

本実施形態の第1抵抗部126a、第2抵抗部126b、および接続抵抗部126cは、抵抗体126の同一板面上に設けられ、一枚の金属箔によって構成されている。なお、第1抵抗部126aと第2抵抗部126bは、抵抗体の同一板面上において並行に対向配置されている。   The first resistance portion 126a, the second resistance portion 126b, and the connection resistance portion 126c of the present embodiment are provided on the same plate surface of the resistor 126, and are configured by a single metal foil. In addition, the 1st resistance part 126a and the 2nd resistance part 126b are opposingly arranged in parallel on the same board surface of a resistor.

第1抵抗部126aと第2抵抗部126bとの間には、抵抗体126の一端側(図11の上端側)に設けられた第1、第2スルーホール101d、101eの間から他端側(図11の下端側)の接続抵抗部126cに向かって延びるスリット部127が形成されている。具体的には、スリット部127は、抵抗体126を左右方向の略中央位置で分断するように形成され、抵抗体126の上端側が開放状態となっており、下端側は接続抵抗部126cにより閉鎖状態となっている。   Between the first resistance portion 126a and the second resistance portion 126b, the other end side from between the first and second through holes 101d and 101e provided on one end side (the upper end side in FIG. 11) of the resistor 126. A slit portion 127 extending toward the connection resistance portion 126c (on the lower end side in FIG. 11) is formed. Specifically, the slit portion 127 is formed so as to divide the resistor 126 at a substantially central position in the left-right direction, the upper end side of the resistor 126 is in an open state, and the lower end side is closed by the connection resistor portion 126c. It is in a state.

このスリット部127は、第1抵抗部126aと第2抵抗部126bとの間の金属箔を除去することで形成されている。従って、スリット部127は、第1抵抗部126aと第2抵抗部126bとの間を絶縁する絶縁部として機能している。なお、第1抵抗部126aと第2抵抗部126bは、磁界の透磁率の変動を抑制するために、スリット部127を境に互いの形状が対称となるように設けられている。   The slit 127 is formed by removing the metal foil between the first resistor 126a and the second resistor 126b. Therefore, the slit portion 127 functions as an insulating portion that insulates between the first resistance portion 126a and the second resistance portion 126b. Note that the first resistance portion 126a and the second resistance portion 126b are provided so that their shapes are symmetrical with respect to the slit portion 127 in order to suppress fluctuations in the magnetic permeability of the magnetic field.

次に、本実施形態の電流測定部101内を流れる電流は、図10、図11の矢印で示すように、第1電極111→第1スルーホール101d→第1抵抗部126a→接続抵抗部126c→第2抵抗部126b→第2スルーホール101e→第2電極141へと流れる。   Next, the current flowing in the current measuring unit 101 of the present embodiment, as shown by the arrows in FIGS. 10 and 11, is the first electrode 111 → the first through hole 101d → the first resistor 126a → the connection resistor 126c. → The second resistor 126b → the second through hole 101e → the second electrode 141 flows.

ここで、第1抵抗部126a、第2抵抗部126b、および接続抵抗部126cは、第1抵抗部126aと第2抵抗部126bとが同一板面上に並行に対向配置され、抵抗体126を、板面の直交方向から見た場合の形状がU字形状となっている。そのため、抵抗体126を流れる電流は、U字状に蛇行して流れることとなる。   Here, in the first resistor 126a, the second resistor 126b, and the connection resistor 126c, the first resistor 126a and the second resistor 126b are arranged in parallel on the same plate surface so that the resistor 126 is disposed. The shape when viewed from the direction orthogonal to the plate surface is a U-shape. Therefore, the current flowing through the resistor 126 will meander in a U shape and flow.

このような構成の抵抗体126では、第1、第2抵抗部126a、126bの電流流れ方向が互いに並行で、かつ反対方向となる。これにより、抵抗体126の第1、第2抵抗部126a、126bを高周波電流が流れる場合、電流が作る磁界も反対方向となり、互いに打ち消し合うように作用する。従って、高周波電流による抵抗体126のインダクタンスの影響を低減することができ、電流測定装置100の測定精度を向上させることができる。   In the resistor 126 having such a configuration, the current flow directions of the first and second resistor portions 126a and 126b are parallel to each other and opposite to each other. As a result, when a high-frequency current flows through the first and second resistance portions 126a and 126b of the resistor 126, the magnetic field generated by the current is also in the opposite direction and acts to cancel each other. Therefore, the influence of the inductance of the resistor 126 due to the high frequency current can be reduced, and the measurement accuracy of the current measuring device 100 can be improved.

また、第1抵抗部126a、第2抵抗部126b、および接続抵抗部126cを抵抗体126の同一板面上に配置することで、電流測定部101における第1電極111と第2電極141との並び方向(セル10aの積層方向)の寸法(電流測定部101の厚さ)を小さくすることができる。   Further, by arranging the first resistance portion 126a, the second resistance portion 126b, and the connection resistance portion 126c on the same plate surface of the resistor 126, the first electrode 111 and the second electrode 141 in the current measurement unit 101 are arranged. The dimension (thickness of the current measurement unit 101) in the arrangement direction (stacking direction of the cells 10a) can be reduced.

さらに、抵抗体126の第1抵抗部126aと第2抵抗部126bとの間にスリット部127を形成するのみで、第1抵抗部126aの電流流れ方向と第2抵抗部126bの電流流れ方向とを反対方向にすることができるため、抵抗体126を簡易な構成とすることができる。   Furthermore, only by forming the slit portion 127 between the first resistance portion 126a and the second resistance portion 126b of the resistor 126, the current flow direction of the first resistance portion 126a and the current flow direction of the second resistance portion 126b Therefore, the resistor 126 can have a simple configuration.

ところで、本実施形態の電流測定部集合板100aには、上記構成の抵抗体126を有する電流測定部101が複数配置されており、隣合う電流測定部101に生ずる磁束によって逆起電力(相互誘導起電力)が発生する可能性がある。   By the way, the current measurement unit assembly plate 100a of the present embodiment includes a plurality of current measurement units 101 each having the resistor 126 configured as described above, and counter electromotive force (mutual induction) is generated by the magnetic flux generated in the adjacent current measurement units 101. Electromotive force) may occur.

そこで、本実施形態の電流測定部集合板100aの電流測定部101は、図12に示すように、隣合う電流測定部101における近接する抵抗体126の電流経路の電流流れ方向が反対方向となるように配置されている。なお、図12は、第3プリント基板120の抵抗体126が設けられた面の一部分を示している。   Therefore, in the current measurement unit 101 of the current measurement unit assembly plate 100a of this embodiment, the current flow direction of the current path of the adjacent resistor 126 in the adjacent current measurement unit 101 is opposite as shown in FIG. Are arranged as follows. FIG. 12 shows a part of the surface of the third printed circuit board 120 on which the resistor 126 is provided.

具体的には、電流測定部101は、隣合う電流測定部101における第1抵抗部126a、第2抵抗部126b、および接続抵抗部126cのうち互いの電流流れ方向が並行で、かつ、互いの電流流れ方向に直交する方向に対向する部位の電流流れ方向が反対方向となるように配置されている。   Specifically, the current measurement unit 101 has a parallel current flow direction among the first resistance unit 126a, the second resistance unit 126b, and the connection resistance unit 126c in the adjacent current measurement units 101, and It arrange | positions so that the electric current flow direction of the site | part which opposes the direction orthogonal to an electric current flow direction may become an opposite direction.

ここで、隣合う電流測定部101における各抵抗部126a、126b、126cの電流流れ方向に対向する部位は、一方の電流測定部における各抵抗部126a、126b、126cの電流流れ方向に直交する方向に位置する他方の電流測定部における各抵抗部126a、126b、126cのうち隣接する抵抗部を示している。   Here, the portions of the adjacent current measurement units 101 that face each other in the current flow direction of each of the resistance units 126a, 126b, and 126c are directions that are orthogonal to the current flow direction of each of the resistance units 126a, 126b, and 126c in one current measurement unit. The adjacent resistance part is shown among each resistance part 126a, 126b, 126c in the other electric current measurement part located in FIG.

例えば、本実施形態のように、第1、第2抵抗部126a、126bの電流流れ方向が上下方向となる場合、左右方向に隣合う電流測定部101のうち一方の電流測定部の第1抵抗部126aと他方の電流測定部の第2抵抗部126bの電流流れ方向が反対方向となるように配置される。この場合、「互いの電流流れ方向が並行で、かつ、互いの電流流れ方向に直交する方向に対向する部位」は、一方の電流測定部の第1抵抗部126aと他方の電流測定部の第2抵抗部126bとなる。   For example, as in the present embodiment, when the current flow direction of the first and second resistance units 126a and 126b is the vertical direction, the first resistance of one current measurement unit among the current measurement units 101 adjacent in the horizontal direction. It arrange | positions so that the current flow direction of the part 126a and the 2nd resistance part 126b of the other electric current measurement part may become a reverse direction. In this case, “the portions where the current flow directions are parallel and opposite to each other in the direction perpendicular to each other” are the first resistance portion 126a of one current measurement portion and the first resistance portion 126a of the other current measurement portion. 2 resistance portion 126b.

また、接続抵抗部126cの電流流れ方向が、左右方向となる場合、上下方向に隣合う電流測定部101のうち一方の電流測定部の接続抵抗部126cと他方の電流測定部の接続抵抗部126cの電流流れ方向が反対方向となるように配置される。この場合、「互いの電流流れ方向が並行で、かつ、互いの電流流れ方向に直交する方向に対向する部位」は、一方の電流測定部の接続抵抗部126cと他方の電流測定部の接続抵抗部126cとなる。   Further, when the current flow direction of the connection resistance unit 126c is the left-right direction, the connection resistance unit 126c of one current measurement unit and the connection resistance unit 126c of the other current measurement unit among the current measurement units 101 adjacent in the vertical direction. Are arranged such that the current flow direction is opposite. In this case, “the portions where the current flow directions are parallel and opposite to each other in the direction perpendicular to each other” means the connection resistance portion 126c of one current measurement portion and the connection resistance of the other current measurement portion. Part 126c.

このような構成によれば、第1抵抗部126a、第2抵抗部126b、および接続抵抗部126cを流れる電流が作る磁界が、隣合う電流測定部101における対向する部位を流れる電流と反対方向とすることができる。   According to such a configuration, the magnetic field generated by the current flowing through the first resistance unit 126a, the second resistance unit 126b, and the connection resistance unit 126c is in a direction opposite to the direction of the current flowing through the facing portion in the adjacent current measurement unit 101. can do.

従って、隣合う電流測定部101において発生する磁界が互いに打ち消し合うように作用するため、隣合う電流測定部101間で生ずる磁界ノイズの発生を抑制することができる。   Therefore, since the magnetic fields generated in the adjacent current measuring units 101 act so as to cancel each other, the generation of magnetic field noise generated between the adjacent current measuring units 101 can be suppressed.

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

(1)上述の第1、第2実施形態では、第2抵抗部131の両端部側に形成されたスルーホール101aと第2ブラインドビアホール101cとの間、若しくは第1抵抗部121の両端部側に形成されたスルーホール101aと第1ブラインドビアホール101bとの間の電位差を電流想定用電圧センサ102で検出する例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第1抵抗部121、若しくは第2抵抗部131の両端側から直接電位差を検出してもよい。   (1) In the first and second embodiments described above, between the through hole 101a and the second blind via hole 101c formed on both ends of the second resistor 131 or on both ends of the first resistor 121. Although the example in which the potential difference between the through hole 101a formed in the first blind via hole 101b is detected by the current assuming voltage sensor 102 has been described, the present invention is not limited thereto. For example, the potential difference may be detected directly from both ends of the first resistor unit 121 or the second resistor unit 131.

(2)上述の第1、第2実施形態では、第1抵抗部121および第1電流測定用配線122を第3プリント基板120に設け、第2抵抗部131および第2電流測定用配線132を第4プリント基板130に設ける例について説明したが、これに限定されるものではない。   (2) In the first and second embodiments described above, the first resistance part 121 and the first current measurement wiring 122 are provided on the third printed circuit board 120, and the second resistance part 131 and the second current measurement wiring 132 are provided. Although the example provided in the 4th printed circuit board 130 was demonstrated, it is not limited to this.

例えば、第1抵抗部121および第1電流測定用配線122をそれぞれ異なるプリント基板に設けてもよく、また、第2抵抗部131および第2電流測定用配線132とは、それぞれ異なるプリント基板に設けてもよい。この場合、それぞれのプリント基板を第1、第2プリント基板110、140に挟み込んだ状態で積層基板として一体化すればよい。   For example, the first resistance part 121 and the first current measurement wiring 122 may be provided on different printed circuit boards, and the second resistance part 131 and the second current measurement wiring 132 are provided on different printed circuit boards. May be. In this case, each printed board may be integrated as a laminated board with the first and second printed boards 110 and 140 sandwiched therebetween.

(3)上述の各実施形態では、スルーホール101a、第1、第2ブラインドビアホール101b、101c等を複数の丸孔形状とする例を説明したが、例えば、それぞれ1つの長孔形状としてもよい。   (3) In each of the above-described embodiments, an example in which the through hole 101a, the first and second blind via holes 101b, 101c, and the like have a plurality of round hole shapes has been described. However, for example, each may have a single long hole shape. .

(4)上述の各実施形態では、第1電極111、第2電極141、第1、第2抵抗部121、131および第1、第2電流測定用配線122、132等を銅箔で形成した例を説明したが、例えば、第1、第2抵抗部121、131のみを、第1、第2電極111、141よりも抵抗値の大きい材料(例えば、ニッケル箔)で形成してもよい。これにより、第1、第2実施形態においては、スルーホール101aと第1、第2ブラインドビアホール101b、101cとの2点間の第1、第2抵抗部121、131の電位差が大きくなり、電位差を測定しやすくなる。   (4) In each of the above-described embodiments, the first electrode 111, the second electrode 141, the first and second resistance portions 121 and 131, the first and second current measurement wires 122 and 132, and the like are formed of copper foil. Although the example has been described, for example, only the first and second resistance portions 121 and 131 may be formed of a material (for example, nickel foil) having a larger resistance value than the first and second electrodes 111 and 141. As a result, in the first and second embodiments, the potential difference between the first and second resistance portions 121 and 131 between the two points of the through hole 101a and the first and second blind via holes 101b and 101c is increased. It becomes easy to measure.

(5)上述の第1実施形態では、図2において、図示の明確化のため3枚の電流測定部集合板100aを記載しているが、電流測定部集合板100aの数はこれに限定されない。電流測定部集合板100aの数を増加させることで、セル10aの面内における電流分布をより精度良く検出できる。例えば、2枚のセル10aに対して1枚の電流測定部集合板100aを配置することが望ましい。   (5) In the first embodiment described above, three current measurement unit assembly plates 100a are shown in FIG. 2 for clarification of illustration, but the number of current measurement unit assembly plates 100a is not limited to this. . By increasing the number of current measurement unit assembly plates 100a, the current distribution in the plane of the cell 10a can be detected with higher accuracy. For example, it is desirable to arrange one current measurement unit assembly plate 100a for two cells 10a.

(6)上述の第1、第2実施形態では、図5に示すように、第1、第2抵抗部121、131を流れる電流が、第1抵抗部121の板面を下方向に向かって流れ、第2抵抗部131の板面の上方向に向かって流れるように記載しているが、抵抗体を流れる電流の流れ方向はこれに限定されるものでない。例えば、第1、第2抵抗部121、131を流れる電流が、第1抵抗部121の板面を上方向に向かって流れ、第2抵抗部131の板面の下方向に向かって流れるように構成してもよい。   (6) In the first and second embodiments described above, as shown in FIG. 5, the current flowing through the first and second resistance parts 121 and 131 moves downward on the plate surface of the first resistance part 121. Although it is described so as to flow and flow upward in the plate surface of the second resistance part 131, the flow direction of the current flowing through the resistor is not limited to this. For example, the current flowing through the first and second resistor units 121 and 131 flows upward on the plate surface of the first resistor unit 121 and flows downward on the plate surface of the second resistor unit 131. It may be configured.

さらに、各抵抗部121、131を流れる電流が、各抵抗部121、131の板面の左右方向に向かって流れるように構成しても良いし、抵抗体の板面を斜め方向(抵抗体の枠辺に非並行となる方向)に流れるように構成しても良い。なお、いずれの構成においても、第1抵抗部121を流れる電流と第2抵抗部131を流れる電流との電流流れ方向が互いに反対方向となるように構成することが必要である。   Furthermore, the current flowing through each of the resistance parts 121 and 131 may be configured to flow in the left-right direction of the plate surface of each of the resistance parts 121 and 131, or the plate surface of the resistor may be inclined (the resistance of the resistor). You may comprise so that it may flow in the direction which is not parallel to a frame side. In any configuration, it is necessary to configure the current flow directions of the current flowing through the first resistance portion 121 and the current flowing through the second resistance portion 131 to be opposite to each other.

(7)上述の第3実施形態では、抵抗体126の第1抵抗部126aと第2抵抗部126bとの間に1つのスリット部127が形成される構成について説明したが、抵抗体126に複数のスリット部127が形成される構成であってもよい。   (7) In the third embodiment described above, the configuration in which one slit portion 127 is formed between the first resistance portion 126a and the second resistance portion 126b of the resistor 126 has been described. The slit part 127 may be formed.

例えば、図13に示すように、第1抵抗部126aと第2抵抗部126bとの間に5本のスリット部127が形成される構成(抵抗体126内に蛇行した電流経路を有する構成)であってもよい。なお、図13は、図11に対応する抵抗体の正面図である。   For example, as shown in FIG. 13, in a configuration in which five slit portions 127 are formed between the first resistance portion 126a and the second resistance portion 126b (configuration having a meandering current path in the resistor 126). There may be. FIG. 13 is a front view of a resistor corresponding to FIG.

この場合、抵抗体126上端の一方の角部に形成された第1スルーホール101d側(図13の左上側)の上端から下端側に向かって延びるように第1スリット部127aを形成する。また、抵抗体126上端の他方の角部に形成された第2スルーホール101e側(図13の右上側)の上端から下端側に向かって延びるように第2スリット部127bを形成する。   In this case, the first slit portion 127a is formed so as to extend from the upper end on the first through hole 101d side (upper left side in FIG. 13) formed at one corner of the upper end of the resistor 126 toward the lower end side. Further, the second slit portion 127b is formed so as to extend from the upper end on the second through hole 101e side (upper right side in FIG. 13) formed at the other corner of the upper end of the resistor 126 toward the lower end side.

そして、第1スリット部127aと第2スリット部127bとの間に、第1、第2スリット部127a、127bと並行となるように第3〜第5スリット部127c、127d、127eを形成する。ここで、第3スリット部127cは、第1、第2スリット部127a、127bと同様に抵抗体126の上端から下端側に向かって延びるように形成し、第4、第5スリット部127d、127eは、抵抗体126の下端から上端側に向かって延びるように形成すればよい。   Then, third to fifth slit portions 127c, 127d, and 127e are formed between the first slit portion 127a and the second slit portion 127b so as to be parallel to the first and second slit portions 127a and 127b. Here, the third slit portion 127c is formed so as to extend from the upper end to the lower end side of the resistor 126, similarly to the first and second slit portions 127a and 127b, and the fourth and fifth slit portions 127d and 127e. May be formed so as to extend from the lower end of the resistor 126 toward the upper end side.

これによれば、第1抵抗部126aと第2抵抗部126bとの間の抵抗部126c〜127kの電流経路を蛇行させるとともに、互いに隣合う電流経路の電流流れ方向が反対方向とすることができる。そのため、抵抗体126の電流経路を高周波電流が流れる場合、電流が作る磁界も反対方向となり、互いに打ち消し合うように作用させることができる。   According to this, the current paths of the resistance parts 126c to 127k between the first resistance part 126a and the second resistance part 126b meander, and the current flow directions of the current paths adjacent to each other can be opposite to each other. . Therefore, when a high-frequency current flows through the current path of the resistor 126, the magnetic field generated by the current is also in the opposite direction, and can be made to cancel each other.

(8)上述の第3実施形態では、図10、図11に示すように、第1、第2抵抗部126a、126bを流れる電流が、第1抵抗部126aの板面を下方向に向かって流れ、第2抵抗部126bの板面の上方向に向かって流れるように記載しているが、抵抗体126を流れる電流の流れ方向はこれに限定されるものでない。例えば、第1、第2抵抗部126a、126bを流れる電流が、第1抵抗部126aの板面を上方向に向かって流れ、第2抵抗部126bの板面の下方向に向かって流れるように構成してもよい。なお、この場合、抵抗体126の上端側に接続抵抗部126cが位置することになる。   (8) In the above-described third embodiment, as shown in FIGS. 10 and 11, the current flowing through the first and second resistance portions 126a and 126b is directed downward on the plate surface of the first resistance portion 126a. Although it is described that it flows and flows upward in the plate surface of the second resistance portion 126b, the flow direction of the current flowing through the resistor 126 is not limited to this. For example, the current flowing through the first and second resistor portions 126a and 126b flows upward on the plate surface of the first resistor portion 126a and flows downward on the plate surface of the second resistor portion 126b. It may be configured. In this case, the connection resistor 126c is located on the upper end side of the resistor 126.

同様に、第1、第2抵抗部126a、126bを流れる電流が、第1、第2抵抗部126a、126bの板面の左右方向に向かって流れるように構成しても良い。なお、いずれの構成においても、第1抵抗部126aを流れる電流と第2抵抗部126bを流れる電流との電流流れ方向が互いに反対方向となるように構成することが必要である。   Similarly, the current flowing through the first and second resistance portions 126a and 126b may be configured to flow in the left-right direction of the plate surfaces of the first and second resistance portions 126a and 126b. In any configuration, it is necessary to configure the current flow directions of the current flowing through the first resistance portion 126a and the current flowing through the second resistance portion 126b to be opposite to each other.

第1実施形態の燃料電池システムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a fuel cell system according to a first embodiment. 第1実施形態の燃料電池の斜視図である。It is a perspective view of the fuel cell of a 1st embodiment. 第1実施形態の電流測定部集合板の分解図である。It is an exploded view of the current measurement part assembly board of 1st Embodiment. 第1実施形態の電流測定部の断面図である。It is sectional drawing of the electric current measurement part of 1st Embodiment. 第1実施形態の電流測定部の電流の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of the electric current of the electric current measurement part of 1st Embodiment. 電流測定装置で交流インピーダンスを測定した結果を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the result of having measured alternating current impedance with an electric current measuring apparatus. 第2実施形態の電流測定部の断面図である。It is sectional drawing of the electric current measurement part of 2nd Embodiment. 第2実施形態の電流測定部集合板100aの部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of current measurement part collection board 100a of a 2nd embodiment. 図8の断面図における電流の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of the electric current in sectional drawing of FIG. 第3実施形態の電流測定部の概略図である。It is the schematic of the electric current measurement part of 3rd Embodiment. 第3実施形態の抵抗体の正面図である。It is a front view of the resistor of a 3rd embodiment. 第3実施形態の電流測定部の抵抗体の電流流れを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the current flow of the resistor of the current measurement part of 3rd Embodiment. 他の実施形態の抵抗体の正面図である。It is a front view of the resistor of other embodiments.

符号の説明Explanation of symbols

10 燃料電池
10a セル
51 電流検出回路
101 電流測定部
101a スルーホール
101b 第1ブラインドビアホール
101c 第2ブラインドビアホール
102 電流測定用電圧センサ
110 第1プリント基板
111 第1電極
120 第3プリント基板
121 第1抵抗部(第1、第2実施形態)
126a 第1抵抗部(第3実施形態)
126b 第2抵抗部(第3実施形態)
126c 接続抵抗部(第3実施形態)
130 第4プリント基板
131 第2抵抗部(第1、第2実施形態)
140 第2プリント基板
141 第2電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fuel cell 10a Cell 51 Current detection circuit 101 Current measurement part 101a Through hole 101b 1st blind via hole 101c 2nd blind via hole 102 Current measurement voltage sensor 110 1st printed circuit board 111 1st electrode 120 3rd printed circuit board 121 1st resistance Part (first and second embodiments)
126a 1st resistance part (3rd Embodiment)
126b 2nd resistance part (3rd Embodiment)
126c Connection resistor (third embodiment)
130 4th printed circuit board 131 2nd resistance part (1st, 2nd embodiment)
140 Second printed circuit board 141 Second electrode

Claims (7)

酸化剤ガスと燃料ガスとを電気化学反応させて電気エネルギを出力する複数のセル(10a)を積層配置して構成された燃料電池(10)に適用され、前記燃料電池(10)の内部を流れる電流を測定する電流測定装置であって、
隣合う前記セル(10a)間に配置されて、前記隣合うセル(10a)のうち一方のセルに電気的に接触する第1電極(111)、前記隣合うセル(10a)のうち他方のセルに電気的に接触する第2電極(141)、および前記第1電極(111)と前記第2電極(141)とを電気的に接続するとともに予め定めた電気抵抗値を有する抵抗体を有する1つ以上の電流測定部(101)と、
前記抵抗体の2点間の電位差を検出する電位差検出手段(102)と、
前記抵抗体の2点間の抵抗値と前記電位差検出手段(102)によって検出された検出電位差とを用いて、前記セル(10a)を流れる電流値を検出する電流値検出手段(51)とを備え、
前記抵抗体は、前記第1電極(111)側に電気的に接続される第1抵抗部(121、126a)と、前記第2電極(141)側に電気的に接続される第2抵抗部(131、126b)とを有し、
前記第1抵抗部(121、126a)と前記第2抵抗部(131、126b)は、抵抗体接続部(101a)を介して電気的に接続されるとともに、前記第1抵抗部(121、126a)における電流流れ方向と前記第2抵抗部(131、126b)における電流流れ方向とが互いに並行、かつ、反対方向となるように対向配置されており、
前記第1抵抗部(121)と前記第2抵抗部(131)との間には、絶縁層が設けられ、前記第1抵抗部(121)が、前記絶縁層における前記第1電極(111)側に配置され、前記第2抵抗部(131)が、前記絶縁層における前記第2電極(141)側に配置されており、
前記電流測定部(101)は、前記第1抵抗部(121)および前記第2抵抗部(131)の間を境に前記第1電極(111)側の構成と前記第2電極(141)側の構成とが対称となるように設けられていることを特徴とする電流測定装置。
The present invention is applied to a fuel cell (10) configured by laminating and arranging a plurality of cells (10a) that output an electric energy by electrochemical reaction of an oxidant gas and a fuel gas. A current measuring device for measuring a flowing current,
A first electrode (111) disposed between the adjacent cells (10a) and electrically contacting one of the adjacent cells (10a), and the other cell of the adjacent cells (10a) A second electrode (141) that is in electrical contact with the first electrode, and a resistor that electrically connects the first electrode (111) and the second electrode (141) and has a predetermined electric resistance value. Two or more current measuring units (101);
A potential difference detecting means (102) for detecting a potential difference between two points of the resistor;
Current value detection means (51) for detecting a current value flowing through the cell (10a) using the resistance value between the two points of the resistor and the detected potential difference detected by the potential difference detection means (102). Prepared,
The resistor includes a first resistor part (121, 126a) electrically connected to the first electrode (111) side and a second resistor part electrically connected to the second electrode (141) side. (131, 126b)
The first resistor part (121, 126a) and the second resistor part (131, 126b) are electrically connected via a resistor connection part (101a) and the first resistor part (121, 126a). ) And the current flow direction in the second resistance part (131, 126b) are parallel to each other and opposite to each other ,
An insulating layer is provided between the first resistance part (121) and the second resistance part (131), and the first resistance part (121) is formed by the first electrode (111) in the insulating layer. The second resistance portion (131) is disposed on the second electrode (141) side in the insulating layer;
The current measurement unit (101) includes a configuration on the first electrode (111) side and a side on the second electrode (141) side between the first resistance unit (121) and the second resistance unit (131). The current measuring device is provided so as to be symmetrical with the configuration .
前記第1電極(111)は、第1プリント基板(110)に配置され、
前記第2電極(141)は、第2プリント基板(140)に配置され、
前記第1プリント基板(110)および前記第2プリント基板(140)は、少なくとも前記第1抵抗部(121)および前記第2抵抗部(131)を挟み込んだ状態で積層基板として一体に結合され、
前記第1プリント基板(110)と前記第2プリント基板(140)との間には、前記第1電極(111)と前記第1抵抗部(121)とを電気的に接続する第1接続部(101b)を前記電位差検出手段(102)に接続するための配線パターン、および前記第2電極(141)と前記第2抵抗部(131)とを電気的に接続する第2接続部(101c)を前記電位差検出手段(102)に接続するための配線パターンが設けられた一対のプリント基板(120、130)が配置され、
前記一対のプリント基板(120、130)は、前記第1抵抗部(121)および前記第2抵抗部(131)を挟んで配置され、前記配線パターンが前記第1抵抗部(121)および前記第2抵抗部(131)の間を境に対称となるように設けられていることを特徴とする請求項に記載の電流測定装置。
The first electrode (111) is disposed on a first printed circuit board (110),
The second electrode (141) is disposed on the second printed circuit board (140),
The first printed circuit board (110) and the second printed circuit board (140) are integrally coupled as a laminated substrate with at least the first resistance part (121) and the second resistance part (131) sandwiched therebetween,
Between the first printed circuit board (110) and the second printed circuit board (140), a first connection part that electrically connects the first electrode (111) and the first resistance part (121). A wiring pattern for connecting (101b) to the potential difference detecting means (102), and a second connection part (101c) for electrically connecting the second electrode (141) and the second resistance part (131) A pair of printed circuit boards (120, 130) provided with a wiring pattern for connecting a voltage to the potential difference detecting means (102),
The pair of printed circuit boards (120, 130) are arranged with the first resistor portion (121) and the second resistor portion (131) sandwiched therebetween, and the wiring pattern is formed between the first resistor portion (121) and the first resistor portion. The current measuring device according to claim 1 , wherein the current measuring device is provided so as to be symmetrical with respect to a boundary between the two resistance portions (131).
前記一対のプリント基板(120、130)のうち前記第1電極(111)側のプリント基板(120)と前記第1プリント基板(110)との間、および前記第2電極(141)側のプリント基板(130)と前記第2プリント基板(140)との間には、それぞれ強磁性体(125、135)が配置されていることを特徴とする請求項に記載の電流測定装置。 Of the pair of printed circuit boards (120, 130), the printed circuit board between the printed circuit board (120) on the first electrode (111) side and the first printed circuit board (110) and on the second electrode (141) side. The current measuring device according to claim 2 , wherein ferromagnetic materials (125, 135) are arranged between the substrate (130) and the second printed circuit board (140), respectively. 同一の前記隣合うセル(10a)間に複数の前記電流測定部(101)が配置され、前記複数の電流測定部(101)の間には、異なる前記電流測定部(101)における前記配線パターン同士を電気的に分断するギャップ(103)が設けられていることを特徴とする請求項またはに記載の電流測定装置。 A plurality of the current measuring units (101) are arranged between the same adjacent cells (10a), and the wiring patterns in the different current measuring units (101) are arranged between the plurality of current measuring units (101). The current measuring device according to claim 2 or 3 , wherein a gap (103) is provided for electrically separating each other. 同一の前記隣合うセル(10a)間に複数の前記電流測定部(101)が配置され、前記複数の電流測定部(101)は、隣合う前記電流測定部(101)における前記第1抵抗部(121)および前記第2抵抗部(131)を流れる電流の流れ方向が反対方向となるように配置されていることを特徴とする請求項ないしのいずれか1つに記載の電流測定装置。 A plurality of the current measurement units (101) are arranged between the same adjacent cells (10a), and the plurality of current measurement units (101) are the first resistance units in the adjacent current measurement units (101). (121) and a current measuring device according to any one of claims 1 to 3 the flow direction of the current flowing through the second resistor section (131) is characterized in that it is arranged so as to be opposite to the direction . 前記絶縁層は、前記第1抵抗部(121)と前記第2抵抗部(131)とを接着する薄膜状の絶縁性接着剤(124)であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の電流測定装置。 The insulating layer is any of claims 1 to 5, characterized in that said first resistor unit (121) and said second resistor unit (131) and thin-film insulating adhesive that bonds the (124) current measuring device according to one or. 前記電位差検出手段(102)は、前記第1抵抗部(121)と前記第2抵抗部(131)のうち一方の抵抗部における2点間の電位差を検出することを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の電流測定装置。 It said potential difference detection means (102), claims 1 and detects the potential difference between two points in one of the resistance portion of the first resistor section (121) and said second resistor unit (131) 6. The current measuring device according to claim 6.
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