JP5994505B2

JP5994505B2 - Current measuring device

Info

Publication number: JP5994505B2
Application number: JP2012202676A
Authority: JP
Inventors: 稔岡宮; 祐一坂上; 末松　啓吾; 啓吾末松
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 2012-09-14
Filing date: 2012-09-14
Publication date: 2016-09-21
Anticipated expiration: 2032-09-14
Also published as: JP2014059961A

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、複数のセルを積層した燃料電池スタックのセル間に、電流測定装置を配置して、当該電流測定装置からの出力等に基づいて、燃料電池スタックの内部インピーダンスを算出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, it is known that a current measuring device is arranged between cells of a fuel cell stack in which a plurality of cells are stacked, and the internal impedance of the fuel cell stack is calculated based on the output from the current measuring device. (For example, refer to Patent Document 1).

この特許文献１に記載の電流測定装置は、隣接するセルの一方に電気的に接触する第１電極、他方に電気的に接触する第２電極、および各電極間を電気的に接続する抵抗体を有する電流測定部を備えている。そして、電流測定部における抵抗体に生ずる電圧（各電極間の電位差）を電圧センサで検出し、当該電圧センサの検出値および抵抗体の電気抵抗値からセル間に流れる電流を測定する構成としている。 The current measuring device described in 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, and a resistor that electrically connects each electrode. A current measuring unit having And the voltage (potential difference between each electrode) which arises in a resistor in a current measurement part is detected with a voltage sensor, and the current flowing between cells is measured from the detected value of the voltage sensor and the electrical resistance value of the resistor. .

特開２００９−２５２７０６号公報JP 2009-252706 A

ところで、特許文献１に記載の電流測定装置を、燃料電池の交流インピーダンスを計測するための電流測定手段として用いる場合、セルから出力される出力電流を可能な限りそのまま検出できるよう抵抗体の抵抗値を数ｍΩ以下（典型的にはμΩオーダ）にすることが望ましい。 By the way, when the current measuring device described in Patent Document 1 is used as a current measuring means for measuring the AC impedance of the fuel cell, the resistance value of the resistor so that the output current output from the cell can be detected as much as possible. Is preferably several mΩ or less (typically on the order of μΩ).

しかし、電流測定部の抵抗体の抵抗値を小さくすると、燃料電池に印加される交流信号の周波数が高くなるにつれて、電流測定部の電流経路に流れる電流とセルから出力される出力電流との乖離が大きくなり、電流測定装置にて正確に電流を測定できないといった問題がある。 However, if the resistance value of the resistor of the current measuring unit is reduced, the difference between the current flowing in the current path of the current measuring unit and the output current output from the cell increases as the frequency of the AC signal applied to the fuel cell increases. There is a problem that current cannot be accurately measured by a current measuring device.

この点について、本発明者らが調査したところ、高周波数の電流が電流測定部を流れると、電圧センサにて各電極間の電位差を検出するために各電極等から引き出された信号線と電流測定部の電流経路との間に相互誘導が生じ、電圧センサにて抵抗体に生ずる電圧を精度よく検出できず、電流測定装置における電流の測定精度が低下することが分かった。 When the present inventors investigated about this point, when a high-frequency current flows through the current measuring unit, the signal line and current drawn from each electrode or the like to detect a potential difference between the electrodes by the voltage sensor. It has been found that mutual induction occurs between the current path of the measurement unit and the voltage generated in the resistor cannot be accurately detected by the voltage sensor, and the current measurement accuracy in the current measurement device is reduced.

本発明は上記点に鑑みて、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おいて、電流の測定精度を向上させることを目的とする。 An object of the present invention is to improve current measurement accuracy in a current measurement device that measures current flowing inside a fuel cell.

本発明は、酸化剤ガスと燃料ガスとを電気化学反応させて、電気エネルギを出力する複数のセル（１０）を積層配置した燃料電池（１）に適用され、セルのインピーダンスを計測する際にセルを流れる電流を測定する電流測定装置を対象としている。 The present invention is applied to a fuel cell (1) in which a plurality of cells (10) that output an electric energy by causing an electrochemical reaction between an oxidant gas and a fuel gas, and when measuring the impedance of the cells. It is intended for a current measuring device that measures the current flowing through a cell.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、セルに隣接して配置された板状部材（４１）と、板状部材の両面に配置された第１、第２電極（４２１、４２２）、予め定めた電気抵抗値を有すると共に第１、第２電極を電気的に接続する抵抗体（４２３）を含んで構成される電流測定部（４２）と、第１電極側に電気的に接続された第１信号線（４２４ａ）、および第２電極側に電気的に接続された第２信号線（４２４ｂ）を介して、抵抗体に生ずる電圧を検出する電圧検出手段（４３１）と、電圧検出手段にて検出した検出値、および抵抗体の電気抵抗値から電流測定部に流れる電流値を算出する電流値算出手段（４３２）と、を備える。そして、抵抗体および電圧検出手段は、第１信号線および第２信号線を介して接続されることで閉回路を構成しており、第１信号線および第２信号線の少なくとも一部は、板状部材の内部において電流の向きが反対となるように、板状部材の板面方向に沿って延びる第２電極と抵抗体の間の同一平面において平行に近接して配置されていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, in the invention described in claim 1, the plate-like member (41) arranged adjacent to the cell, and the first and second electrodes (421,) arranged on both surfaces of the plate-like member. 422) a current measuring unit (42) having a predetermined electric resistance value and including a resistor (423) for electrically connecting the first and second electrodes, and an electric current on the first electrode side. Voltage detection means (431) for detecting a voltage generated in the resistor via the first signal line (424a) connected to the second electrode and the second signal line (424b) electrically connected to the second electrode side; Current value calculation means (432) for calculating a current value flowing through the current measurement unit from the detection value detected by the voltage detection means and the electric resistance value of the resistor. The resistor and the voltage detection means constitute a closed circuit by being connected via the first signal line and the second signal line, and at least a part of the first signal line and the second signal line are That the current direction is opposite in the plate-like member, the second electrode extending along the plate surface direction of the plate-like member and the resistor are arranged in parallel and close to each other in the same plane. It is a feature.

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。 In addition, the code | symbol in the parenthesis of each means described in this column and the claim shows an example of a correspondence relationship with the specific means described in the embodiment described later.

第１実施形態に係る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実施形態に係る燃料電池の模式的な斜視図である。1 is a schematic perspective view of a fuel cell according to a first embodiment. 信号付加部にて燃料電池の出力電流に付加する交流信号を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the alternating current signal added to the output current of a fuel cell in a signal addition part. 第１実施形態に係る電流測定板の模式的な分解斜視図である。It is a typical exploded perspective view of the electric current measurement board concerning a 1st embodiment. 第１実施形態に係る電流測定部の模式的な分解斜視図である。It is a typical exploded perspective view of the current measurement part concerning a 1st embodiment. 第１実施形態に係る電流測定部の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of the electric current measurement part which concerns on 1st Embodiment. 従来例の電流測定部において、各信号線に作用する相互誘導を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the mutual induction which acts on each signal wire | line in the current measurement part of a prior art example. 従来例における測定電流と真の電流との関係を示すフェーザ図である。It is a phasor figure which shows the relationship between the measurement electric current and true electric current in a prior art example. 従来例および本例における電流の測定結果を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the measurement result of the electric current in a prior art example and this example. 本例の電流測定部において、各信号線に作用する相互誘導を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the mutual induction which acts on each signal wire | line in the current measurement part of this example. 本例における測定電流と真の電流との関係を示すフェーザ図である。It is a phasor figure which shows the relationship between the measurement electric current in this example, and a true electric current. 第２実施形態に係る電流測定部の模式的な分解斜視図である。It is a typical disassembled perspective view of the electric current measurement part which concerns on 2nd Embodiment. 第２実施形態に係る電流測定部の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of the electric current measurement part which concerns on 2nd Embodiment. 第３実施形態に係る電流測定部の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of the electric current measurement part which concerns on 3rd Embodiment.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.

（第１実施形態）
まず、第１実施形態について説明すると、本実施形態の電流測定装置４は、電気自動車の一種である燃料電池車両の燃料電池システムに適用されて、車両に搭載された燃料電池１のセル１０内部を流れる電流を測定するものである。 (First embodiment)
First, the first embodiment will be described. The current measuring device 4 of the present embodiment is applied to a fuel cell system of a fuel cell vehicle which is a kind of electric vehicle, and the inside of the cell 10 of the fuel cell 1 mounted on the vehicle. The current flowing through is measured.

燃料電池１は、水素と酸素との電気化学反応を利用して電気エネルギを出力するものであり、本実施形態では、燃料電池１として固体高分子型燃料電池を採用している。 The fuel cell 1 outputs electrical energy using an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen. In this embodiment, a solid polymer fuel cell is used as the fuel cell 1.

図１の全体構成図に示すように、本実施形態の燃料電池１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２を介して主に車両走行用電動モータや二次電池といった電気負荷（図示略）に電力を供給するように構成されている。 As shown in the overall configuration diagram of FIG. 1, the fuel cell 1 of the present embodiment supplies power to an electric load (not shown) such as an electric motor for vehicle travel and a secondary battery via a DC-DC converter 2. Is configured to do.

図２に示すように、燃料電池１は、基本単位となる複数のセル１０が積層配置されたスタック構造であり、各セル１０を電気的に直列接続した直列接続体として構成されている。なお、図２では、燃料電池１の内部構造を示すために、燃料電池１を構成するセル１０の一部を透視図で示している。 As shown in FIG. 2, the fuel cell 1 has a stack structure in which a plurality of cells 10 serving as basic units are stacked, and is configured as a series connection body in which the cells 10 are electrically connected in series. In FIG. 2, in order to show the internal structure of the fuel cell 1, a part of the cells 10 constituting the fuel cell 1 is shown in a perspective view.

各セル１０は、燃料ガスである水素および酸化剤ガスである空気といった反応ガスが供給されると、以下に示すように、水素および酸素の電気化学反応により、電気エネルギを出力する。
（水素極：アノード電極）Ｈ_２→２Ｈ^＋＋２ｅ⁻
（酸素極：カソード電極）２Ｈ^＋＋１／２Ｏ_２＋２ｅ⁻→Ｈ_２Ｏ
燃料電池１から出力される電気エネルギは、燃料電池１全体として出力される出力電圧を検出する電圧センサ（図示略）、および燃料電池１全体として出力される出力電流を検出する電流センサ（図示略）によって計測される。これらの各センサは、測定結果を示す検出信号が後述する制御装置１００に入力されるように、制御装置１００の入力側に接続されている。 When a reaction gas such as hydrogen as a fuel gas and air as an oxidant gas is supplied to each cell 10, as shown below, electrical energy is output by an electrochemical reaction of hydrogen and oxygen.
(Hydrogen electrode: anode electrode) H ₂ → 2H ⁺ + 2e ⁻
(Oxygen electrode: cathode electrode) 2H ⁺ + 1 / 2O ₂ + 2e ⁻ → H ₂ O
The electrical energy output from the fuel cell 1 includes a voltage sensor (not shown) that detects an output voltage that is output as a whole of the fuel cell 1, and a current sensor (not shown) that detects an output current output as the fuel cell 1 as a whole. ). Each of these sensors is connected to the input side of the control device 100 so that a detection signal indicating the measurement result is input to the control device 100 described later.

本実施形態の燃料電池１は、双方向に電力供給可能なＤＣ−ＤＣコンバータ２を介して、各種電気負荷に電気的に接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ２は、燃料電池１から各種電気負荷、あるいは、各種電気負荷から燃料電池１への電力の流れを制御するものである。 The fuel cell 1 of the present embodiment is electrically connected to various electric loads via a DC-DC converter 2 that can supply power in both directions. The DC-DC converter 2 controls the flow of electric power from the fuel cell 1 to various electric loads or from the various electric loads to the fuel cell 1.

また、各セル１０のうち、インピーダンスの測定対象となる測定対象セル１０には、測定対象セル１０には、セル電圧センサ５が接続されており、当該セル電圧センサ５により、測定対象セル１０のセル電圧を検出可能となっている。 Moreover, the cell voltage sensor 5 is connected to the measurement object cell 10 which becomes the measurement object of impedance among each cell 10, and the measurement object cell 10 of the measurement object cell 10 is connected by the cell voltage sensor 5 concerned. The cell voltage can be detected.

さらに、測定対象セル１０および当該測定対象セル１０に隣接するセル１０との間には、測定対象セル１０の面内の電流分布を測定するための電流測定装置４が設けられている。なお、電流測定装置４の詳細については後述する。 Furthermore, a current measuring device 4 for measuring a current distribution in the plane of the measurement target cell 10 is provided between the measurement target cell 10 and the cell 10 adjacent to the measurement target cell 10. The details of the current measuring device 4 will be described later.

燃料電池１には、空気を供給する空気供給配管２０、および燃料電池１からの排出空気を外部へ排出する空気排出配管２１が接続されている。 An air supply pipe 20 that supplies air and an air discharge pipe 21 that discharges air discharged from the fuel cell 1 to the outside are connected to the fuel cell 1.

空気供給配管２０の最上流部には、大気中から吸入した空気を燃料電池１に圧送するための空気ポンプ２２が設けられ、空気排出配管２１には、燃料電池１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。なお、本実施形態では、空気ポンプ２２および空気調圧弁２３によって、所定の流量および圧力の空気を燃料電池１に供給する空気供給手段が構成される。 An air pump 22 for pumping air sucked from the atmosphere to the fuel cell 1 is provided at the most upstream portion of the air supply pipe 20, and an air pressure in the fuel cell 1 is adjusted in the air discharge pipe 21. An air pressure regulating valve 23 is provided. In the present embodiment, the air pump 22 and the air pressure regulating valve 23 constitute air supply means for supplying air of a predetermined flow rate and pressure to the fuel cell 1.

また、燃料電池１には、水素を供給する水素供給配管３０、および燃料電池１にて電気化学反応を終えた微量な水素等を外部へ排出する水素排出配管３１が接続されている。 The fuel cell 1 is connected to a hydrogen supply pipe 30 for supplying hydrogen and a hydrogen discharge pipe 31 for discharging a small amount of hydrogen or the like that has undergone an electrochemical reaction in the fuel cell 1 to the outside.

水素供給配管３０の最上流部には、高圧水素が充填された高圧水素タンク３２が設けられ、水素供給配管３０における高圧水素タンク３２と燃料電池１との間には、燃料電池１に供給される水素の圧力を調整する水素調圧弁３３が設けられている。なお、本実施形態では、この水素調圧弁３３によって、所望の圧力の水素を燃料電池１に供給する水素供給手段が構成される。また、水素排出配管３１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。 A high-pressure hydrogen tank 32 filled with high-pressure hydrogen is provided at the uppermost stream portion of the hydrogen supply pipe 30, and is supplied to the fuel cell 1 between the high-pressure hydrogen tank 32 and the fuel cell 1 in the hydrogen supply pipe 30. A hydrogen pressure regulating valve 33 for adjusting the hydrogen pressure is provided. In the present embodiment, the hydrogen pressure adjusting valve 33 constitutes a hydrogen supply means for supplying hydrogen at a desired pressure to the fuel cell 1. In addition, the hydrogen discharge pipe 31 is provided with an electromagnetic valve 34 that opens and closes at predetermined time intervals in order to discharge the generated water together with a small amount of hydrogen to the outside air.

燃料電池システムには、燃料電池１の状態を診断すると共に、燃料電池１における発電量を制御する制御装置１００が設けられている。この制御装置１００は、各種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 fuel cell system is provided with a control device 100 that diagnoses the state of the fuel cell 1 and controls the amount of power generation in the fuel cell 1. This control device 100 controls the operation of various electric actuators constituting the fuel cell system based on various input signals, and is constituted by a well-known microcomputer comprising a CPU, ROM, RAM, etc. and its peripheral circuits. Has been.

本実施形態の制御装置１００の入力側には、電流測定装置４、セル電圧センサ５等が接続されており、各機器からの出力信号が入力される。 The current measuring device 4, the cell voltage sensor 5 and the like are connected to the input side of the control device 100 of the present embodiment, and output signals from each device are input.

一方、制御装置１００の出力側には、上述の空気ポンプ２２、空気調圧弁２３、水素調圧弁３３、電磁弁３４といった各種電気式アクチュエータや、ＤＣ−ＤＣコンバータ２等が接続されており、これら制御機器が制御装置１００からの制御信号により制御される。 On the other hand, various electric actuators such as the air pump 22, the air pressure regulating valve 23, the hydrogen pressure regulating valve 33, and the electromagnetic valve 34, the DC-DC converter 2, and the like are connected to the output side of the control device 100. The control device is controlled by a control signal from the control device 100.

本実施形態の制御装置１００は、図２に示すように、信号付加部１０１、インピーダンス算出部１０２、診断部１０３といった構成（ソフトウェアおよびハードウェア）を備えている。 As illustrated in FIG. 2, the control device 100 according to the present embodiment includes a configuration (software and hardware) such as a signal addition unit 101, an impedance calculation unit 102, and a diagnosis unit 103.

信号付加部１０１は、図３に示すように、燃料電池１の出力電流（直流成分Ｉ）に対して予め定めた高周波域内の交流信号（交流成分ΔＩ）を付加（重畳）する信号付加手段を構成している。なお、信号付加部１０１にて付加する交流信号は、燃料電池１の発電状態への影響を考慮して、燃料電池１の出力電流の１０％以内としている。 As shown in FIG. 3, the signal adding unit 101 includes signal adding means for adding (superimposing) an AC signal (AC component ΔI) within a predetermined high frequency range to the output current (DC component I) of the fuel cell 1. It is composed. Note that the AC signal added by the signal adding unit 101 is within 10% of the output current of the fuel cell 1 in consideration of the influence on the power generation state of the fuel cell 1.

インピーダンス算出部１０２は、信号付加部１０１にて燃料電池１の出力電流に交流信号を付加した際の電流測定装置４およびセル電圧センサ５の検出値から測定対象セル１０の局所部位におけるインピーダンスを算出するインピーダンス算出手段を構成している。本実施形態のインピーダンス算出部１０２は、例えば、高速フーリエ変換処理等によって、交流信号の周波数に対応するインピーダンスを算出可能となっている。 The impedance calculation unit 102 calculates the impedance at the local site of the measurement target cell 10 from the detection values of the current measuring device 4 and the cell voltage sensor 5 when the signal adding unit 101 adds an AC signal to the output current of the fuel cell 1. Impedance calculating means is configured. The impedance calculation unit 102 of the present embodiment can calculate the impedance corresponding to the frequency of the AC signal, for example, by fast Fourier transform processing or the like.

診断部１０３は、インピーダンス算出部１０２にて算出したインピーダンスを用いて、測定対象セル１０内部の状態を診断する診断手段を構成している。例えば、診断部１０３では、低周波数の交流信号を印加した際のインピーダンスが所定値よりも大きい場合に、燃料電池１内部の含水量が適正量よりも少ない状態（ドライアップ）と診断し、高周波数の交流信号を印加した際のインピーダンスが所定値よりも大きい場合に、燃料電池１内部の含水量が適正量（フラッディング）よりも多い状態と診断する。なお、このような診断方法は、あくまでも一例であり、他の診断方法により燃料電池１の診断を行うようにしてもよい。 The diagnosis unit 103 constitutes a diagnosis unit that diagnoses the state inside the measurement target cell 10 using the impedance calculated by the impedance calculation unit 102. For example, the diagnosis unit 103 diagnoses that the water content in the fuel cell 1 is less than the appropriate amount (dry up) when the impedance when applying the low-frequency AC signal is larger than a predetermined value, When the impedance at the time of applying an AC signal having a frequency is greater than a predetermined value, it is diagnosed that the water content in the fuel cell 1 is greater than the appropriate amount (flooding). Note that such a diagnostic method is merely an example, and the diagnosis of the fuel cell 1 may be performed by another diagnostic method.

次に、電流測定装置４の詳細について説明する。本実施形態の電流測定装置４は、図４に示すように、測定対象セル１０に隣接して配置された測定板（板状部材）４１、測定板４１に一体的に設けられた複数の電流測定部４２、測定対象セル１０を流れる電流を算出する信号処理部４３を備えている。 Next, details of the current measuring device 4 will be described. As shown in FIG. 4, the current measurement device 4 of the present embodiment includes a measurement plate (plate member) 41 disposed adjacent to the measurement target cell 10, and a plurality of currents integrally provided on the measurement plate 41. The measurement unit 42 and the signal processing unit 43 that calculates the current flowing through the measurement target cell 10 are provided.

まず、測定板４１について説明すると、測定板４１は、配線パターンが形成された複数のプリント基板４１１〜４１３を積層した積層基板として構成されている。本実施形態の測定板４１は、第１〜第３プリント基板４１１〜４１３といった３枚のプリント基板を積層して構成している。これら各プリント基板４１１〜４１３は、絶縁性接着剤４１４、４１５を介在させてホットプレスにより一体化されている。なお、各プリント基板４１１〜４１３としては、一般的なガラスエポキシ基板を用いることができる。 First, the measurement board 41 will be described. The measurement board 41 is configured as a laminated board in which a plurality of printed boards 411 to 413 on which a wiring pattern is formed are laminated. The measurement plate 41 of the present embodiment is configured by stacking three printed boards such as first to third printed boards 411 to 413. Each of these printed circuit boards 411 to 413 is integrated by hot pressing with insulating adhesives 414 and 415 interposed therebetween. In addition, as each printed circuit board 411-413, a general glass epoxy board | substrate can be used.

各プリント基板４１１〜４１３には、その周縁部にそれぞれ積層基板の表裏を貫通穴が形成されている。これら貫通穴は、セル１０を積層した際に、空気、水素、冷却水を通過させるためのマニホールドとして機能する。 Each printed board 411 to 413 is formed with through holes on the front and back of the multilayer board at the peripheral edge thereof. These through holes function as a manifold for allowing air, hydrogen, and cooling water to pass through when the cells 10 are stacked.

また、各プリント基板４１１〜４１３の中央部には、複数の電流測定部４２が直交する二方向にマトリクス状（格子状）に配置されている。つまり、本実施形態では、電流測定部４２が、測定板４１の板面の全体に渡って配置されており、電流測定装置４にて、セル１０面内の電流分布を測定可能となっている。 A plurality of current measuring units 42 are arranged in a matrix (lattice) in two orthogonal directions at the center of each printed circuit board 411 to 413. That is, in the present embodiment, the current measuring unit 42 is arranged over the entire plate surface of the measuring plate 41, and the current distribution in the cell 10 plane can be measured by the current measuring device 4. .

続いて、電流測定部４２について図５の分解斜視図、および図６の断面図を用いて説明する。電流測定部４２は、図５および図６に示すように、測定板４１の両面に配置された第１、第２電極４２１、４２２、および予め定めた電気的抵抗値を有すると共に各電極４２１、４２２を電気的に接続する抵抗体４２３を有して構成されている。 Next, the current measuring unit 42 will be described with reference to the exploded perspective view of FIG. 5 and the cross-sectional view of FIG. As shown in FIGS. 5 and 6, the current measuring unit 42 includes first and second electrodes 421 and 422 disposed on both surfaces of the measurement plate 41, and a predetermined electrical resistance value and each electrode 421. A resistor 423 that electrically connects 422 is provided.

第１電極４２１は、測定対象セル１０のセル面に電気的に接触するように、測定板４１における測定対象セル１０に対向する面に設けられている。また、第２電極４２２は、測定対象セル１０に隣接するセル１０のセル面に電気的に接触するように、測定板４１における測定対象セル１０に対向する面の反対側の面に設けられている。 The first electrode 421 is provided on the surface of the measurement plate 41 facing the measurement target cell 10 so as to be in electrical contact with the cell surface of the measurement target cell 10. The second electrode 422 is provided on the surface of the measurement plate 41 opposite to the surface facing the measurement target cell 10 so as to be in electrical contact with the cell surface of the cell 10 adjacent to the measurement target cell 10. Yes.

具体的には、第１電極４２１は、第１プリント基板４１１の前面（セル１０に対向する面）に配置され、第２電極４２２は、第３プリント基板４１３の背面（セル１０に対向する面）に配置されている。 Specifically, the first electrode 421 is disposed on the front surface (the surface facing the cell 10) of the first printed circuit board 411, and the second electrode 422 is the back surface (the surface facing the cell 10) of the third printed circuit board 413. ).

抵抗体４２３は、第１接続部４２ａを介して第１電極４２１に電気的に接続される板状の第１抵抗部４２３ａ、および第２接続部４２ｂを介して第１抵抗部４２３ａに電気的に接続されると共に第３接続部４２ｃを介して第２電極４２２に電気的に接続される板状の第２抵抗部４２３ｂを有して構成されている。 The resistor 423 is electrically connected to the first resistor portion 423a via the plate-like first resistor portion 423a electrically connected to the first electrode 421 via the first connection portion 42a and the second connection portion 42b. And a plate-like second resistance portion 423b that is electrically connected to the second electrode 422 via the third connection portion 42c.

具体的には、第１抵抗部４２３ａは、第２プリント基板４１２の前面（第１プリント基板４１１に対向する面）に配置され、第２抵抗部４２３ｂは、第２プリント基板４１２の背面（第３プリント基板４１３に対向する面）に配置されている。なお、電流測定部４２の各電極４２１、４２２、および抵抗体４２３は、例えば、銅箔やニッケル箔等の金属箔にて構成されている。 Specifically, the first resistance portion 423a is disposed on the front surface of the second printed circuit board 412 (the surface facing the first printed circuit board 411), and the second resistance portion 423b is disposed on the back surface (first surface of the second printed circuit board 412). 3 is a surface facing the printed circuit board 413. In addition, each electrode 421,422 of the electric current measurement part 42 and the resistor 423 are comprised by metal foil, such as copper foil and nickel foil, for example.

ここで、第１接続部４２ａは、第１プリント基板４１１を貫通する複数のビアで構成されると共に、第２接続部４２ｂは、各プリント基板４１１〜４１３を貫通する複数のスルーホールで構成され、さらに、第３接続部４２ｃは、第３プリント基板４１３を貫通する複数のビアで構成されている。これらビアおよびスルーホールの内壁面には、銅等の導電体によりメッキ層が構成されている。なお、第１、第２電極４２１、４２２は、各電極４２１、４２２に形成された逃がし部４２１ａ、４２２ａにより第２接続部４２ｂから電気的に絶縁されている。 Here, the first connection part 42a is configured by a plurality of vias that penetrate the first printed circuit board 411, and the second connection part 42b is configured by a plurality of through holes that penetrate the respective printed circuit boards 411 to 413. Further, the third connection portion 42 c is configured by a plurality of vias that penetrate the third printed circuit board 413. On the inner wall surfaces of these vias and through holes, a plating layer is formed of a conductor such as copper. The first and second electrodes 421 and 422 are electrically insulated from the second connection portion 42b by escape portions 421a and 422a formed on the electrodes 421 and 422, respectively.

本実施形態の電流測定部４２には、抵抗体４２３に生ずる電圧を検出するための信号線４２４が配置されている。信号線４２４は、第１接続部４２ａ（第１電極側）に接続されて抵抗体４２３における第１電極４２１側の電位を引き出す第１信号線４２４ａ、および第３接続部４２ｃ（第２電極側）に接続されて抵抗体４２３における第２電極４２２側の電位を引き出す第２信号線４２４ｂで構成されている。 In the current measurement unit 42 of the present embodiment, a signal line 424 for detecting a voltage generated in the resistor 423 is disposed. The signal line 424 is connected to the first connection part 42a (first electrode side) to draw out the potential on the first electrode 421 side of the resistor 423, and the third connection part 42c (second electrode side). ) And a second signal line 424b for drawing out the potential on the second electrode 422 side of the resistor 423.

第１信号線４２４ａは、第１接続部４２ａにおける電位を、第１プリント基板４１１の背面（第２プリント基板４１２に対向する面）から、電流測定部４２の中央に設けられたスルーホール４２ｄ、および第３プリント基板４１３の前面（第２プリント基板４１２に対向する面）を介して、後述する信号処理部４３へ引き出す配線である。なお、各電極４２１、４２２および抵抗体４２３それぞれは、逃がし部４２１ｂ、４２２ｂ、４２３ｃによりスルーホール４２ｄから電気的に絶縁されている。 The first signal line 424a applies the potential at the first connection portion 42a from the back surface of the first printed circuit board 411 (the surface facing the second printed circuit board 412) to the center of the current measuring unit 42d, In addition, the wiring is drawn out to the signal processing unit 43 described later via the front surface of the third printed circuit board 413 (the surface facing the second printed circuit board 412). Each of the electrodes 421 and 422 and the resistor 423 is electrically insulated from the through hole 42d by the escape portions 421b, 422b and 423c.

第２信号線４２４ｂは、第３接続部４２ｃにおける電位を、第３プリント基板４１３の前面（第２プリント基板４１２に対向する面）を介して、後述する信号処理部４３へ引き出す配線である。 The second signal line 424b is a wiring for drawing out the potential at the third connection portion 42c to the signal processing unit 43 described later via the front surface of the third printed circuit board 413 (the surface facing the second printed circuit board 412).

そして、各信号線４２４ａ、４２４ｂは、第３プリント基板４１３の前面において、測定板４１の板面方向に平行に近接するように配置されている。換言すれば、本実施形態の各信号線４２４ａ、４２４ｂは、僅かな隙間をあけた状態で、同一平面上において測定板４１の板面方向に延びるように配置されている。なお、各信号線４２４ａ、４２４ｂは、各電極４２１、４２２と同様に金属箔（例えば、銅箔）にて構成されている。 The signal lines 424 a and 424 b are arranged on the front surface of the third printed circuit board 413 so as to be close to each other in parallel to the plate surface direction of the measurement plate 41. In other words, the signal lines 424a and 424b of the present embodiment are arranged so as to extend in the plate surface direction of the measurement plate 41 on the same plane with a slight gap therebetween. In addition, each signal line 424a, 424b is comprised with metal foil (for example, copper foil) similarly to each electrode 421,422.

続いて、信号処理部４３について説明する。信号処理部４３は、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。本実施形態の信号処理部４３は、信号線４２４を介して各電流測定部４２の抵抗体４２３に生ずる電圧を検出する電圧検出部（電圧検出手段）４３１、電圧検出部４３１にて検出した電圧、および予め記憶部４３３に記憶された抵抗体４２３の電気抵抗値から各電流測定部４２に流れる電流値を算出する電流値算出部（電流値算出手段）４３２を備えている。なお、信号処理部４３は、制御装置１００の入力側に接続されており、電流値算出部４３２にて算出された電流値を制御装置１００へ出力するように構成されている。 Next, the signal processing unit 43 will be described. The signal processing unit 43 includes a well-known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like and peripheral circuits thereof. The signal processing unit 43 of the present embodiment includes a voltage detection unit (voltage detection unit) 431 that detects a voltage generated in the resistor 423 of each current measurement unit 42 via the signal line 424, and a voltage detected by the voltage detection unit 431. And a current value calculation unit (current value calculation means) 432 for calculating a current value flowing through each current measurement unit 42 from the electrical resistance value of the resistor 423 stored in the storage unit 433 in advance. The signal processing unit 43 is connected to the input side of the control device 100, and is configured to output the current value calculated by the current value calculation unit 432 to the control device 100.

次に、本実施形態の電流測定装置による電流測定方法について説明する。なお、電流測定時には、制御装置１００の信号付加部１０１にて燃料電池１の出力電流に所定周波数の交流信号が重畳されているものとする。 Next, a current measurement method using the current measurement device of this embodiment will be described. Note that at the time of current measurement, it is assumed that an AC signal having a predetermined frequency is superimposed on the output current of the fuel cell 1 by the signal adding unit 101 of the control device 100.

燃料電池１に対して水素および空気が供給されると、各セル１０における水素と酸素との電気化学反応により電気エネルギが生成され、燃料電池１での発電が開始される。 When hydrogen and air are supplied to the fuel cell 1, electric energy is generated by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen in each cell 10, and power generation in the fuel cell 1 is started.

燃料電池１の発電が開始されると、電流測定装置４の各電流測定部４２には、測定対象セル１０からの電流が、図６の点線矢印で示すように、第１電極４２１→第１接続部４２ａ→第１抵抗部４２３ａ→第２接続部４２ｂ→第２抵抗部４２３ｂ→第３接続部４２ｃ→第２電極４２２へと流れる。 When power generation of the fuel cell 1 is started, each current measuring unit 42 of the current measuring device 4 receives a current from the measurement target cell 10 as indicated by a dotted arrow in FIG. The flow flows from the connection part 42a → the first resistance part 423a → the second connection part 42b → the second resistance part 423b → the third connection part 42c → the second electrode 422.

そして、信号処理部４３は、電圧検出部４３１にて、各信号線４２４ａ、４２４ｂを介して第１接続部４２ａおよび第２接続部４２ｂと電位差を抵抗体４２３に生ずる電圧として検出すると共に、電流値算出部４３２にて、各電流測定部４２に流れる電流値を算出して、制御装置１００へ各電流測定部４２に流れる電流値を出力する。 Then, the signal processing unit 43 detects a potential difference between the first connection unit 42a and the second connection unit 42b as a voltage generated in the resistor 423 through the signal lines 424a and 424b in the voltage detection unit 431, and the current. The value calculation unit 432 calculates the current value flowing through each current measurement unit 42 and outputs the current value flowing through each current measurement unit 42 to the control device 100.

ここで、従来の電流測定部（従来例）では、図７に示すように、第１信号線４２４ａを第１電極４２１と抵抗体４２３との間に配置し、第２信号線４２４ｂを第２電極４２２と抵抗体４２３との間に配置している。 Here, in the conventional current measurement unit (conventional example), as shown in FIG. 7, the first signal line 424a is arranged between the first electrode 421 and the resistor 423, and the second signal line 424b is connected to the second signal line 424b. It is disposed between the electrode 422 and the resistor 423.

このような構成では、各電極４２１、４２２を流れる電流により、各電極４２１、４２２と各信号線４２４ａ、４２４ｂとの間に相互誘導が生ずる。この相互誘導によって、図８のフェーザ図に示すように、信号処理部４３にて算出する電流値の位相が、真の電流値（真値）に対して相互インダクタンス（＋Ｍ）分乖離する。 In such a configuration, mutual induction occurs between the electrodes 421 and 422 and the signal lines 424a and 424b due to the current flowing through the electrodes 421 and 422. By this mutual induction, as shown in the phasor diagram of FIG. 8, the phase of the current value calculated by the signal processing unit 43 deviates from the true current value (true value) by the mutual inductance (+ M).

これにより、電流測定装置４における電流の測定精度が悪化してしまう。なお、図８における一点鎖線は、相互インダクタンスがマイナス（−Ｍ）となる場合における信号処理部４３にて算出する電流を示している。 Thereby, the current measurement accuracy in the current measuring device 4 is deteriorated. In addition, the dashed-dotted line in FIG. 8 has shown the electric current calculated in the signal processing part 43 in case a mutual inductance becomes a minus (-M).

本発明者らの研究によれば、信号処理部４３にて算出した電流値の位相と真値と乖離は、図９に示すように、燃料電池１の出力電流に重畳させる交流信号の周波数の上昇に伴って顕著に大きくなる結果となった。 According to the studies by the present inventors, the phase difference between the current value calculated by the signal processor 43 and the true value is different from the frequency of the AC signal to be superimposed on the output current of the fuel cell 1 as shown in FIG. The result increased significantly with the rise.

これに対して、本実施形態の電流測定部４２（本例）では、図１０に示すように、各信号線４２４ａ、４２４ｂの一部を第２電極４２２と抵抗体４２３との間の同一平面において、平行に延びるように近接して配置している。 On the other hand, in the current measuring unit 42 (this example) of the present embodiment, as shown in FIG. 10, a part of each signal line 424a, 424b is arranged on the same plane between the second electrode 422 and the resistor 423. In FIG. 2, they are arranged close to each other so as to extend in parallel.

このような構成では、第２電極４２２を流れる電流により、第２電極と各信号線４２４ａ、４２４ｂとの間に相互誘導が生ずるものの、図１１のフェーザ図に示すように、第２電極４２２と第１信号線４２４ａとの間の相互インダクタンス（−Ｍ）と、第２電極４２２と第２信号線４２４ｂとの間の相互インダクタンス（＋Ｍ）とが相殺される。 In such a configuration, although a mutual induction occurs between the second electrode and each of the signal lines 424a and 424b due to the current flowing through the second electrode 422, as shown in the phasor diagram of FIG. The mutual inductance (−M) between the first signal line 424a and the mutual inductance (+ M) between the second electrode 422 and the second signal line 424b cancel each other.

このため、信号処理部４３にて算出する電流値の位相と真の電流値（真値）との乖離を抑制することができ、電流測定装置４における電流の測定精度を向上させることができる。なお、本発明者らの研究によれば、信号処理部４３にて算出した電流値の位相は、図９に示すように、燃料電池１の出力電流に重畳させる交流信号の周波数の上昇した際にも殆ど真値から乖離しない結果となった。 For this reason, the difference between the phase of the current value calculated by the signal processing unit 43 and the true current value (true value) can be suppressed, and the current measurement accuracy in the current measuring device 4 can be improved. According to the study by the present inventors, the phase of the current value calculated by the signal processing unit 43 is as shown in FIG. 9 when the frequency of the AC signal to be superimposed on the output current of the fuel cell 1 is increased. However, it was almost the same as the true value.

以上説明した本実施形態では、各信号線４２４ａ、４２４ｂの一部を、測定板４１の板面方向に平行に近接して配置する構成としている。これよれば、電流測定部４２の電流経路と第１信号線４２４ａとの間の相互インダクタンスが、電流測定部４２の電流経路と第２信号線４２４ｂとの間の相互インダクタンスによって相殺される。このため、電流測定部４２の電流経路と信号線４２４との間に生ずる相互誘導が、信号処理部４３の電圧検出部４３１における電圧検出に影響することを抑制することができる。この結果、電流測定装置４における電流の測定精度の向上させることが可能となる。 In the present embodiment described above, a part of each of the signal lines 424 a and 424 b is arranged close to and parallel to the plate surface direction of the measurement plate 41. According to this, the mutual inductance between the current path of the current measurement unit 42 and the first signal line 424a is offset by the mutual inductance between the current path of the current measurement unit 42 and the second signal line 424b. For this reason, it is possible to suppress the mutual induction generated between the current path of the current measurement unit 42 and the signal line 424 from affecting the voltage detection in the voltage detection unit 431 of the signal processing unit 43. As a result, the current measurement accuracy in the current measuring device 4 can be improved.

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態では、電流測定部４２の抵抗体４２３を単一の抵抗部で構成している点が第１実施形態と相違している。なお、本実施形態では、第１実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. The present embodiment is different from the first embodiment in that the resistor 423 of the current measuring unit 42 is configured by a single resistor. In the present embodiment, description of the same or equivalent parts as in the first embodiment will be omitted or simplified.

図１２の分解斜視図、および図１３の断面図に示すように、本実施形態の電流測定部４２は、第１、第２電極４２１、４２２、および単一の抵抗部で構成される抵抗体４２３を備えている。 As shown in the exploded perspective view of FIG. 12 and the cross-sectional view of FIG. 13, the current measurement unit 42 of the present embodiment is a resistor composed of first and second electrodes 421 and 422 and a single resistance unit. 423.

具体的には、抵抗体４２３は、第２プリント基板４１２の前面（第１プリント基板４１１に対向する面）に配置されている。つまり、抵抗体４２３は、第２プリント基板４１２の片面にだけ配置されている。 Specifically, the resistor 423 is disposed on the front surface of the second printed circuit board 412 (the surface facing the first printed circuit board 411). That is, the resistor 423 is disposed only on one side of the second printed circuit board 412.

抵抗体４２３は、一端側が第１接続部４２ａを介して第１電極４２１に電気的に接続され、他端側が第２接続部４２ｂを介して第２電極４２２に電気的に接続されている。 One end side of the resistor 423 is electrically connected to the first electrode 421 via the first connection portion 42a, and the other end side is electrically connected to the second electrode 422 via the second connection portion 42b.

本実施形態の第１接続部４２ａ、および第２接続部４２ｂは、それぞれ各プリント基板４１１〜４１３を貫通する複数のスルーホールで構成されている。なお、第１電極４２１は、第１電極４２１に形成された逃がし部４２１ａにより第２接続部４２ｂから電気的に絶縁され、第２電極４２２は、第２電極４２２に形成された逃がし部４２２ａにより第１接続部４２ａから電気的に絶縁されている。 The 1st connection part 42a and the 2nd connection part 42b of this embodiment are comprised by the some through-hole which each penetrates each printed circuit boards 411-413. The first electrode 421 is electrically insulated from the second connection part 42b by the escape part 421a formed on the first electrode 421, and the second electrode 422 is provided by the escape part 422a formed on the second electrode 422. It is electrically insulated from the first connection part 42a.

本実施形態の各信号線４２４ａ、４２４ｂは、それぞれ第３プリント基板４１３の前面（第２プリント基板４１２に対向する面）に配置され、第３プリント基板４１３の前面において、各接続部４２ａ、４２ｂから中央部に向かって延び、当該中央部にて測定板４１の板面方向に平行に近接して延びるように配置されている。 The signal lines 424a and 424b according to the present embodiment are respectively arranged on the front surface of the third printed circuit board 413 (the surface facing the second printed circuit board 412), and on the front surface of the third printed circuit board 413, the connection portions 42a and 42b. It is arranged so as to extend toward the center portion and extend in the vicinity of the center portion in parallel with the plate surface direction of the measurement plate 41.

その他の構成は第１実施形態と同様であり、本実施形態の電流測定部４２には、燃料電池１の発電が開始されると、測定対象セル１０からの電流が、図１３の点線矢印で示すように、第１電極４２１→第１接続部４２ａ→抵抗体４２３→第２接続部４２ｂ→第２電極４２２へと流れる。 The other configuration is the same as that of the first embodiment. When the power generation of the fuel cell 1 is started, the current from the measurement target cell 10 is indicated by the dotted arrow in FIG. As shown, the flow flows from the first electrode 421 to the first connection portion 42 a → the resistor 423 → the second connection portion 42 b → the second electrode 422.

以上説明した本実施形態では、電流測定部４２の抵抗体４２３を単一の抵抗部とした構成において、各信号線４２４ａ、４２４ｂの一部を、測定板４１の板面方向に平行に近接して配置している。これよれば、第１実施形態と同様に、電流測定部４２の電流経路と信号線４２４との間に生ずる相互誘導が、信号処理部４３の電圧検出部４３１における電圧検出に影響することを抑制することができ、電流測定装置４における電流の測定精度の向上させることが可能となる。 In the present embodiment described above, in the configuration in which the resistor 423 of the current measurement unit 42 is a single resistance unit, a part of each signal line 424a, 424b is placed close to the plate surface direction of the measurement plate 41 in parallel. Arranged. According to this, as in the first embodiment, the mutual induction generated between the current path of the current measurement unit 42 and the signal line 424 is suppressed from affecting the voltage detection in the voltage detection unit 431 of the signal processing unit 43. Therefore, the current measurement accuracy in the current measuring device 4 can be improved.

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、各電極４２１、４２２、および抵抗体４２３と信号線４２４との間の相互誘導を抑制するシールド部材を追加している点が第２実施形態と相違している。本実施形態では、第１、第２実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。 (Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. This embodiment is different from the second embodiment in that each electrode 421, 422 and a shield member that suppresses mutual induction between the resistor 423 and the signal line 424 are added. In the present embodiment, description of the same or equivalent parts as in the first and second embodiments will be omitted or simplified.

図１４の断面図に示すように、本実施形態の電流測定部４２は、第１、第２電極４２１、４２２、抵抗体４２３、およびシールド手段を構成する第１、第２シールド部材４２５ａ、４２５ｂを備えている。 As shown in the cross-sectional view of FIG. 14, the current measurement unit 42 of the present embodiment includes first and second electrodes 421 and 422, a resistor 423, and first and second shield members 425a and 425b constituting shield means. It has.

具体的には、本実施形態の抵抗体４２３は、第１プリント基板４１１の背面（第２プリント基板４１２に対向する面）に配置されている。 Specifically, the resistor 423 of the present embodiment is disposed on the back surface of the first printed circuit board 411 (the surface facing the second printed circuit board 412).

また、本実施形態の各信号線４２４ａ、４２４ｂは、第２プリント基板４１２の背面（第３プリント基板４１３に対向する面）に配置されている。つまり、本実施形態の各信号線４２４ａ、４２４ｂは、第２電極４２２と抵抗体４２３との間に配置されている。なお、図示しないが、各信号線４２４は、第２プリント基板４１２の背面において、各接続部４２ａ、４２ｂから中央部に向かって延び、当該中央部にて測定板４１の板面方向に平行に近接して延びるように配置されている。 In addition, the signal lines 424a and 424b of the present embodiment are disposed on the back surface of the second printed circuit board 412 (the surface facing the third printed circuit board 413). That is, the signal lines 424 a and 424 b of the present embodiment are disposed between the second electrode 422 and the resistor 423. Although not shown, each signal line 424 extends from each connection portion 42a, 42b toward the central portion on the back surface of the second printed board 412, and is parallel to the plate surface direction of the measurement plate 41 at the central portion. It arrange | positions so that it may adjoin.

第１シールド部材４２５ａは、抵抗体４２３と各信号線４２４ａ、４２４ｂとの間の相互誘導を抑制するシールド手段を構成し、抵抗体４２３と各信号線４２４ａ、４２４ｂとの間に配置されている。 The first shield member 425a constitutes a shield means that suppresses mutual induction between the resistor 423 and each signal line 424a, 424b, and is disposed between the resistor 423 and each signal line 424a, 424b. .

また、第２シールド部材４２５ｂは、第２電極４２２と各信号線４２４ａ、４２４ｂとの間の相互誘導を抑制するシールド手段を構成し、第２電極４２２と各信号線４２４ａ、４２４ｂとの間に配置されている。 The second shield member 425b constitutes a shield means for suppressing mutual induction between the second electrode 422 and each signal line 424a, 424b, and between the second electrode 422 and each signal line 424a, 424b. Has been placed.

具体的には、第１シールド部材４２５ａは、第２プリント基板４１２の前面（第１プリント基板４１１に対向する面）に配置され、第２シールド部材４２５ｂは、第３プリント基板４１３の前面（第２プリント基板４１２に対向する面）に配置されている。なお、各シールド部材４２５ａ、４２５ｂとしては、透磁率の高くなるように、各電極４２１、４２２よりも厚みのある銅箔で構成したり、透磁率の高い材料（強磁性体）で構成したりすればよい。 Specifically, the first shield member 425a is disposed on the front surface of the second printed circuit board 412 (the surface facing the first printed circuit board 411), and the second shield member 425b is disposed on the front surface (the first printed circuit board 413). 2 surface facing the printed circuit board 412). The shield members 425a and 425b are made of copper foil having a thickness greater than that of the electrodes 421 and 422 so as to increase the magnetic permeability, or made of a material (ferromagnetic material) having a high magnetic permeability. do it.

以上説明した本実施形態の構成によれば、第１、第２実施形態と同様に、電流測定部４２の電流経路と信号線４２４との間に生ずる相互誘導が、信号処理部４３の電圧検出部４３１における電圧検出に影響することを抑制することができ、電流測定装置４における電流の測定精度の向上させることが可能となる。 According to the configuration of the present embodiment described above, the mutual induction generated between the current path of the current measurement unit 42 and the signal line 424 is detected by the voltage detection of the signal processing unit 43 as in the first and second embodiments. The influence on the voltage detection in the unit 431 can be suppressed, and the current measurement accuracy in the current measuring device 4 can be improved.

これに加えて、電流測定部４２に、各電極４２１、４２２、および抵抗体４２３と信号線４２４との間の相互誘導を抑制するシールド部材４２５ａ、４２５ｂを追加しているので、電流測定部４２の電流経路と信号線４２４との間に生ずる相互誘導を効果的に抑制することができる。 In addition to this, each of the electrodes 421 and 422 and shield members 425a and 425b that suppress mutual induction between the resistor 423 and the signal line 424 are added to the current measuring unit 42. Mutual induction occurring between the current path and the signal line 424 can be effectively suppressed.

なお、電流測定部４２の電流経路と信号線４２４との間に生ずる相互誘導の抑制を図るために、第１実施形態の構成に対して、本実施形態で説明した各シールド部材４２５ａ、４２５ｂを追加するようにしてもよい。 In addition, in order to suppress the mutual induction generated between the current path of the current measuring unit 42 and the signal line 424, the shield members 425a and 425b described in the present embodiment are added to the configuration of the first embodiment. You may make it add.

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、当業者が通常有する知識に基づいて適宜変更することができる。例えば、以下のように種々変形可能である。 (Other embodiments)
The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to these embodiments, and may be appropriately changed based on knowledge that a person skilled in the art normally has without departing from the scope described in each claim. it can. For example, various modifications are possible as follows.

（１）上述の各実施形態では、各信号線４２４ａ、４２４ｂの一部を第２電極４２２と抵抗体４２３との間の同一平面において、平行に延びるように近接して配置する例について説明したが、これに限定されない。例えば、各信号線４２４ａ、４２４ｂの一部を第１電極４２１と抵抗体４２３との間の同一平面において、平行に延びるように近接して配置するようにしてもよい。 (1) In each of the above-described embodiments, an example has been described in which a part of each of the signal lines 424a and 424b is arranged close to each other so as to extend in parallel on the same plane between the second electrode 422 and the resistor 423. However, it is not limited to this. For example, a part of each of the signal lines 424a and 424b may be arranged close to each other so as to extend in parallel on the same plane between the first electrode 421 and the resistor 423.

（２）上述の各実施形態では、各信号線４２４ａ、４２４ｂの一部が、測定板４１の板面方向にて平行に近接するように配置する例について説明したが、これに限らず、各信号線４２４ａ、４２４ｂの全部が、測定板４１の板面方向にて平行に近接するように、電流測定部４２内部における配線レイアウトを変更してもよい。 (2) In each of the above-described embodiments, an example in which a part of each of the signal lines 424a and 424b is arranged so as to approach in parallel in the plate surface direction of the measurement plate 41 has been described. The wiring layout in the current measurement unit 42 may be changed so that all of the signal lines 424a and 424b are close to each other in parallel in the plate surface direction of the measurement plate 41.

（３）上述の第３実施形態では、第２電極４２２と抵抗体４２３との間に信号線４２４を配置する例について説明したが、これに限らず、第１電極４２１と抵抗体４２３との間に信号線４２４を配置するようにしてもよい。この場合、第２シールド部材４２５ｂを第１電極４２１と信号線４２４との間に配置すればよい。 (3) In the third embodiment described above, the example in which the signal line 424 is disposed between the second electrode 422 and the resistor 423 has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the first electrode 421 and the resistor 423 You may make it arrange | position the signal wire | line 424 in between. In this case, the second shield member 425b may be disposed between the first electrode 421 and the signal line 424.

（４）上述の第３実施形態の如く、各電極４２１、４２２のうち一方の電極と信号線４２４との間、および抵抗体４２３と信号線４２４との間の双方に、シールド部材４２５ａ、４２５ｂを配置することが望ましいが、いれずれか片方にだけ配置するようにしてもよい。 (4) As in the third embodiment described above, the shield members 425a and 425b are provided between one of the electrodes 421 and 422 and the signal line 424 and between the resistor 423 and the signal line 424. However, it is also possible to dispose only one of them.

（５）上述の各実施形態では、電流測定装置４として、セル１０面内の全体に対応して、複数の電流測定部４２を設ける例について説明したが、電流測定部４２は少なくとも１つ設けられていればよい。これにより、セル１０における電流測定部４２に対応する局所部位を流れる局所電流を測定することができる。 (5) In each of the above-described embodiments, the example in which a plurality of current measuring units 42 are provided corresponding to the entire cell 10 plane as the current measuring device 4 has been described. However, at least one current measuring unit 42 is provided. It only has to be done. Thereby, the local current which flows through the local site | part corresponding to the electric current measurement part 42 in the cell 10 can be measured.

（６）上述の各実施形態では、電流測定装置４の測定板４１を隣り合うセル１０間に配置する例について説明した、これに限らず、燃料電池１の積層方向端部に配置してもよい。これによれば、積層方向端部に位置するセル１０を流れる電流を測定することができる。 (6) In each of the above-described embodiments, the example in which the measurement plate 41 of the current measuring device 4 is disposed between the adjacent cells 10 has been described. Good. According to this, the electric current which flows through the cell 10 located in the lamination direction edge part can be measured.

（７）上述の各実施形態では、測定板４１を複数のプリント基板４１１〜４１３を積層した積層基板で構成する例について説明したが、これに限らず、絶縁性を有する基材であれば適宜採用することができる。 (7) In each of the above-described embodiments, the example in which the measurement plate 41 is configured by a laminated substrate in which a plurality of printed boards 411 to 413 are stacked has been described. Can be adopted.

（８）上述の各実施形態では、車両に搭載された燃料電池１に本発明の電流測定装置４を適用する例について説明したが、これに限らず、例えば、車両以外の移動体（ロボット、船舶、航空機等）に用いられる燃料電池１や、建物（住宅、ビル等）の発電設備として用いられる燃料電池１に適用してもよい。 (8) In each of the above-described embodiments, the example in which the current measuring device 4 of the present invention is applied to the fuel cell 1 mounted on the vehicle has been described. However, the present invention is not limited thereto, and for example, a moving body (robot, The present invention may be applied to a fuel cell 1 used for a ship, an aircraft, etc.) or a fuel cell 1 used as a power generation facility for a building (house, building, etc.).

１燃料電池
１０セル
４電流測定装置
４１測定板（板状部材）
４２電流測定部
４２１第１電極
４２２第２電極
４２３抵抗体
４２４ａ第１信号線
４２４ｂ第２信号線
４３１電圧検出部（電圧検出手段）
４３２電流値算出部（電流値算出手段） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell 10 Cell 4 Current measuring device 41 Measuring plate (plate-shaped member)
42 current measurement unit 421 first electrode 422 second electrode 423 resistor 424a first signal line 424b second signal line 431 voltage detection unit (voltage detection means)
432 Current value calculation unit (current value calculation means)

Claims

This is applied to a fuel cell (1) in which a plurality of cells (10) that output an electric energy by causing an electrochemical reaction between an oxidant gas and a fuel gas, and the cell is measured when measuring the impedance of the cell. A current measuring device for measuring a flowing current,
A plate-like member (41) disposed adjacent to the cell;
First and second electrodes (421, 422) disposed on both surfaces of the plate-like member, and a resistor (423) having a predetermined electric resistance value and electrically connecting the first and second electrodes. A current measuring unit (42) configured to include:
A voltage generated in the resistor through the first signal line (424a) electrically connected to the first electrode side and the second signal line (424b) electrically connected to the second electrode side. Voltage detection means (431) for detecting
Current value calculation means (432) for calculating a current value flowing through the current measurement unit from a detection value detected by the voltage detection means and an electric resistance value of the resistor;
The resistor and the voltage detection means constitute a closed circuit by being connected via the first signal line and the second signal line,
At least a part of the first signal line and the second signal line extends along the plate surface direction of the plate member so that the direction of current is opposite in the plate member. And a current measuring device, wherein the current measuring device is arranged close to each other in parallel on the same plane between the resistor and the resistor .

Shielding means (425a) for suppressing mutual induction between the first signal line, the second signal line, and the resistor at least between the first signal line, the second signal line, and the resistor. The current measuring device according to claim 1, wherein:

The first signal line and the second signal line are wired between one of the first and second electrodes and the resistor,
Shielding means for suppressing mutual induction between the first signal line and the second signal line and the one electrode at least between the first signal line and the second signal line and the one electrode (425b) is provided, The electric current measuring apparatus of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.