JP6176081B2 - Current measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、燃料電池を流れる電流を測定する電流測定装置に関するものである。 The present invention relates to a current measuring device that measures a current flowing through a fuel cell.
従来、電流測定装置において、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ものがある(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a current measuring apparatus that is applied to a fuel cell configured by stacking a plurality of cells and measures the current flowing through the fuel cell (see, for example, Patent Document 1).
このものにおいて、複数のセルのうち隣合う2つのセルのうち一方のセルに電気的に接触する複数の第1の電極膜、2つのセルのうち他方のセルに接触する第2の電極膜、および第1、第2の電極膜の間に第1の電極膜毎に接続されている抵抗体を備えている。そして、第1、第2の電極膜間の電位差を電圧センサで検出し、この検出された電位差を抵抗体の抵抗値で除することによって、燃料電池内を流れる電流を測定している。 In this, a plurality of first electrode films that are in electrical contact with one of the two adjacent cells among the plurality of cells, a second electrode film that is in contact with the other of the two cells, And a resistor connected to each first electrode film between the first and second electrode films. The potential difference between the first and second electrode films is detected by a voltage sensor, and the detected potential difference is divided by the resistance value of the resistor, thereby measuring the current flowing in the fuel cell.
ここで、第1、第2の電極膜は、第1の電極膜毎に対向するように配置されている。抵抗体は、第1、第2の電極膜の並び方向に直交する板面を有する薄板部材である。つまり、抵抗体は、第1、第2の電極膜の間に挟まれている。抵抗体と第1の電極膜との間は、第1の接続部によって接続されている。抵抗体と第2の電極膜との間は、第2の接続部によって接続されている。第1、第2の接続部は、それぞれ、抵抗体の面方向中央部から外れている。 Here, the first and second electrode films are disposed so as to face each other for each first electrode film. The resistor is a thin plate member having a plate surface orthogonal to the arrangement direction of the first and second electrode films. That is, the resistor is sandwiched between the first and second electrode films. The resistor and the first electrode film are connected by a first connection portion. The resistor and the second electrode film are connected by a second connection portion. The first and second connection portions are respectively separated from the center portion in the surface direction of the resistor.
上述の電流測定装置において、第1の接続部は、上述の如く、抵抗体の面方向中央部から外れている。このため、第1の接続部における抵抗体面方向の重心が第1の電極膜の面方向中央部からはずれてしまう。したがって、一方のセルおよび他方のセルの間において、一方のセルから、複数の第1の電極膜のうち、該当する第1の電極膜の周囲の第1電極膜側に電流が流れ易くなる。前記該当する第1の電極膜とは、燃料電池のセル面方向の電流分布を測定する際に、複数の第1の電極膜のうち、電流が本来流れるべき第1の電極膜のことである。したがって、一方のセルおよび他方のセルの間に流れる電流を第1電極膜毎に正確に測ることができない。 In the current measuring device described above, the first connecting portion is disengaged from the center portion in the surface direction of the resistor as described above. For this reason, the center of gravity of the first connecting portion in the resistor surface direction deviates from the center portion in the surface direction of the first electrode film. Therefore, between one cell and the other cell, current easily flows from one cell to the first electrode film side around the corresponding first electrode film among the plurality of first electrode films. The said corresponding 1st electrode film is a 1st electrode film with which an electric current should flow first among several 1st electrode films, when measuring the current distribution of the cell surface direction of a fuel cell. . Therefore, the current flowing between one cell and the other cell cannot be measured accurately for each first electrode film.
本発明は上記点に鑑みて、燃料電池に流れる電流を第1電極膜毎に正確に測定できるようにした電流測定装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a current measuring device capable of accurately measuring a current flowing through a fuel cell for each first electrode film.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、第1、第2の集電板(11、12)の間に積層される複数のセル(10a)が酸化剤ガスおよび燃料ガスの電気化学反応により電気エネルギをそれぞれ発生して第1、第2の集電板の間に電流が流れるように構成されている燃料電池(10)に適用される電流測定装置であって、
複数のセルのうち隣り合う2つのセルのうち一方のセルに接触する複数の第1の電極膜(120a)と、隣り合う2つのセルのうち一方のセル以外の他方のセルに接触する第2の電極膜(120b)と、
第1、第2の電極膜の間に第1の電極膜毎に配置されて、所定の抵抗値を有する抵抗体(135)と、
隣り合う2つのセルの間で抵抗体に電流が流れる際に抵抗体に生じる電位差を第1の電極膜毎に測定し、この第1の電極膜毎に測定される電位差と抵抗値とに基づいて隣り合う2つのセルの間の局所に流れる電流を第1の電極膜毎に求める電流検出手段(50、62)と、
第1の電極膜および抵抗体の間に第1の電極膜毎に設けられている電流流れ経路(151a、151b)と、
第1の電極膜毎に第1の電極膜および電流流れ経路の間を接続する複数の第1の接続部(140a、140b、141a、141b)と、を備え、
第1、第2の電極膜の間には、複数の第1接続部、電流流れ経路、および抵抗体を通して電流が流れるようになっており、
電流流れ経路は、抵抗体に対して対称になるように配置されており、
第1の電極膜毎に抵抗体および第2の電極膜の間を接続する第2接続部(142)を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the plurality of cells (10a) stacked between the first and second current collector plates (11, 12) are made of oxidant gas and fuel gas. A current measuring device applied to a fuel cell (10) configured to generate electric energy by an electrochemical reaction and to allow current to flow between first and second current collector plates,
A plurality of first electrode films (120a) in contact with one of two adjacent cells among the plurality of cells, and a second in contact with the other cell other than one of the two adjacent cells. Electrode film (120b) of
A resistor (135) disposed between the first and second electrode films for each first electrode film and having a predetermined resistance value;
A potential difference generated in the resistor when a current flows between the two adjacent cells is measured for each first electrode film, and based on the potential difference and the resistance value measured for each first electrode film. Current detecting means (50, 62) for obtaining a current flowing locally between two adjacent cells for each first electrode film;
A current flow path (151a, 151b) provided for each first electrode film between the first electrode film and the resistor;
A plurality of first connection portions (140a, 140b, 141a, 141b) for connecting between the first electrode film and the current flow path for each first electrode film,
Between the first and second electrode films, a current flows through the plurality of first connection portions, current flow paths, and resistors,
The current flow path is arranged symmetrically with respect to the resistor ,
Each of the first electrode films includes a second connection portion (142) that connects between the resistor and the second electrode film .
請求項1に記載の発明によれば、電流流れ経路は、抵抗体に対して対称になるように配置されている。このため、複数の第1の接続部の重心を第1の電極膜の面方向の重心に一致させることができる。これにより、一方のセルおよび他方のセルの間において、一方のセルから複数の第1の電極膜のうち、該当する第1の電極膜の周囲の第1電極膜側に電流が流れ難くなる。すなわち、一方のセルから該当する第1の電極膜を通して抵抗体に多くの電流を流すことができる。前記該当する第1の電極膜は、燃料電池のセル面方向の電流分布を測定する際に、複数の第1の電極膜のうち、電流が本来流れるべき第1の電極膜である。このため、燃料電池に流れる電流を第1電極膜毎に正確に測定することができる。 According to the first aspect of the present invention, the current flow path is arranged so as to be symmetric with respect to the resistor. For this reason, the center of gravity of the plurality of first connection portions can be made to coincide with the center of gravity of the first electrode film in the surface direction. This makes it difficult for a current to flow from one cell to the first electrode film side around the corresponding first electrode film among the plurality of first electrode films between the one cell and the other cell. That is, a large amount of current can flow from one cell to the resistor through the corresponding first electrode film. The corresponding first electrode film is a first electrode film from which a current should originally flow among the plurality of first electrode films when measuring the current distribution in the cell surface direction of the fuel cell. For this reason, the current flowing through the fuel cell can be accurately measured for each first electrode film.
請求項2に記載の発明では、第1、第2の集電板(11、12)の間に積層される少なくとも1つのセル(10a)が酸化剤ガスおよび燃料ガスの電気化学反応により電気エネルギを発生して第1、第2の集電板の間に電流が流れるように構成されている燃料電池(10)に適用される電流測定装置であって、
第1、第2の集電板のうち一方の集電板に接触する第1の電極膜(120a)と、一方の集電板に隣り合うセルに接触する第2の電極膜(120b)と、
第1、第2の電極膜の間に配置されて所定の抵抗値を有する抵抗体(135)と、
隣り合う2つのセルの間に抵抗体に電流が流れる際に抵抗体に生じる電位差を測定する電位差測定手段(62)と、
電位差測定手段によって測定される電位差と抵抗値とに基づいて隣り合う2つのセルの間の局所に流れる電流を求める電流検出手段(50)と、
第1の電極膜および抵抗体の間に設けられている電流流れ経路(151a、151b)と、
第1の電極膜および電流流れ経路の間を接続する複数の第1の接続部(140a、140b、141a、141b)と、
抵抗体および第2の電極膜の間を接続する第2接続部(142)と、を備え、
第1、第2の電極膜の間には、複数の第1接続部、電流流れ経路、抵抗体、および第2接続部を通して電流が流れるようになっており、
電流流れ経路は、抵抗体に対して対称になるように配置されており、
第1の電極膜毎に抵抗体および第2の電極膜の間を接続する第2接続部(142)を備えることを特徴とする。
According to the second aspect of the present invention, at least one cell (10a) stacked between the first and second current collector plates (11, 12) has an electric energy generated by an electrochemical reaction between an oxidant gas and a fuel gas. A current measuring device applied to a fuel cell (10) configured to generate a current between the first and second current collector plates,
A first electrode film (120a) that contacts one of the first and second current collector plates, and a second electrode film (120b) that contacts a cell adjacent to one of the current collector plates ,
A resistor (135) disposed between the first and second electrode films and having a predetermined resistance value;
A potential difference measuring means (62) for measuring a potential difference generated in the resistor when a current flows between the two adjacent cells;
Current detection means (50) for determining a current flowing locally between two adjacent cells based on the potential difference measured by the potential difference measurement means and the resistance value;
A current flow path (151a, 151b) provided between the first electrode film and the resistor;
A plurality of first connecting portions (140a, 140b, 141a, 141b) for connecting between the first electrode film and the current flow path;
A second connection part (142) for connecting between the resistor and the second electrode film,
Between the first and second electrode films, a current flows through a plurality of first connection portions, current flow paths, resistors, and second connection portions,
The current flow path is arranged symmetrically with respect to the resistor ,
Each of the first electrode films includes a second connection portion (142) that connects between the resistor and the second electrode film .
請求項2に記載の発明によれば、電流流れ経路は、抵抗体に対して対称になるように配置されている。このため、複数の第1の接続部の重心を第1の電極膜の面方向の重心に一致させることができる。これにより、一方のセルおよび他方のセルの間において、一方のセルから複数の第1の電極膜のうち、該当する第1の電極膜の周囲の第1電極膜側に電流が流れ難くなる。すなわち、一方のセルから該当する第1の電極膜を通して抵抗体に多くの電流を流すことができる。前記該当する第1の電極膜は、燃料電池のセル面方向の電流分布を測定する際に、複数の第1の電極膜のうち、電流が本来流れるべき第1の電極膜である。このため、燃料電池に流れる電流を第1電極膜毎に正確に測定することができる。
According to the invention described in
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
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、説明の簡略化を図るべく、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, parts that are the same or equivalent to each other are given the same reference numerals in the drawings in order to simplify the description.
(第1実施形態)
以下、本発明の本実施形態について図1〜図6に基づいて説明する。図1は本実施形態に係る燃料電池システム1を示す模式図で、この燃料電池システム1は例えば電気自動車に適用される。
(First embodiment)
Hereinafter, this embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic diagram showing a
図1に示すように、本実施形態の燃料電池システム1は、水素と酸素との電気化学反応を利用して電力を発生する燃料電池10を備えている。この燃料電池10は、図示しない電気負荷や2次電池等の電気機器に電力を供給するものである。因みに、電気自動車の場合、車両走行駆動源としての電動モータが電気負荷に相当している。
As shown in FIG. 1, the
本実施形態では燃料電池10として固体高分子電解質型燃料電池を用いており、基本単位となるセル10aが集電板11、12の間に複数積層され、かつ電気的に直列接続されている。
In this embodiment, a solid polymer electrolyte fuel cell is used as the
燃料電池10の複数のセル10aでは、それぞれ、以下の水素と酸素の電気化学反応が起こり電気エネルギが発生する。
In the plurality of
(負極側)H2→2H++2e-
(正極側)2H++1/2O2+2e-→H2O
これにより、上記電気化学反応に伴って、複数のセル10aを通して集電板11、12の間には電流が流れる。集電板11、12のうち一方の集電板は、セル10aに対してその面方向に分散化して電流を供給し、他方の集電板は、セル10aにその面方向に分散して流れる電流を集める。
(Negative electrode side) H 2 → 2H + + 2e −
(Positive electrode side) 2H + + 1 / 2O 2 + 2e − → H 2 O
Thereby, a current flows between the
図2は、燃料電池10の斜視図である。図2に示すように、燃料電池10には、燃料電池10のセル10aの面内の電流分布を測定するために、板状に形成されている電流測定部材100が設けられている。電流測定部材100は、複数のセル10aのうち隣り合う2つのセル10aに挟まれて配置されており、隣り合う2つのセル10aと電気的に直列接続されている。
FIG. 2 is a perspective view of the
図1の燃料電池システム1には、燃料電池10の空気極(正極)側に空気(酸素)を供給するための空気流路20と、燃料電池10の水素極(負極)側に水素を供給するための水素流路30が設けられている。ここで、空気流路20における燃料電池10より上流側を空気供給流路20aといい、下流側を空気排出流路20bという。また、水素流路30における燃料電池10より上流側を水素供給流路30aといい、下流側を水素排出流路30bという。なお、空気は本発明の酸化剤ガスに相当し、水素は本発明の燃料ガスに相当している。
In the
空気供給流路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、空気供給流路20aにおける空気ポンプ21と燃料電池10との間には、空気への加湿を行う加湿器22が設けられている。また、空気排出流路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
水素供給流路30aの最上流部には、水素が充填された高圧水素タンク31が設けられ、水素供給流路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ための水素調圧弁32が設けられている。
A high-
水素排出流路30bには、水素供給流路30aにおける水素調圧弁32の下流側に接続されて閉ループを構成する水素循環流路30cが分岐して設けられており、これにより水素流路30内で水素を循環させて、未反応の水素を燃料電池10に再供給するようにしている。そして、水素循環流路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が設けられている。
The
燃料電池10は発電効率確保の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を冷却するための冷却システムが設けられている。冷却システムには、燃料電池10に冷却水(熱媒体)を循環させる冷却水経路40、冷却水を循環させるウォータポンプ41、およびファン42を備えたラジエータ(放熱器)43が設けられている。
The
冷却水経路40には、冷却水をラジエータ52をバイパスさせるためのバイパス経路44が設けられている。冷却水経路40とバイパス経路44との合流点には、バイパス経路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。また、冷却水経路40における燃料電池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Wt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。
The cooling
燃料電池システム1には、各種制御を行う制御部(ECU)50が設けられている。制御部50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。そして、制御部50は、温度センサ46の検出温度、および後述する電圧センサ62(図6参照)の検出電圧に基づいてセル10aの面内における電流分布を検出し、この検出される電流分布に応じて、空気ポンプ21、加湿器22、空気調圧弁23、水素調圧弁32、水素ポンプ33、ウォータポンプ41、流路切替弁45を制御する。さらに、制御部50は、信号出力回路60を制御して燃料電池10に交流電圧を印加しつつ、セルモニタ60の検出電圧と、電圧センサ62(図4参照)の検出電圧とに基づいて各セル10aの交流インピーダンスを測定する。交流インピーダンスは各セル10aの自己診断に用いられる。セルモニタ60は、セル10aから出力される電圧をセル10a毎に測定する。信号出力回路61は、燃料電池10の複数のセル10aに交流電圧を出力する。
The
次に、電流測定部材100について説明する。図3は、電流測定部材100をセル10aの積層方向から視た正面である。図4は、図3中IV−IV断面面であっ
て、図中の外形線の内側は、図示の明確化のために、電流測定部材100の内部を透視した図を示している。図5は、電流測定部材100をセル10aの積層方向から視た部分拡大図である。
Next, the current measuring
電流測定部材100は、積層基板から構成されるもので、セル10aの面内における電流分布を測定するための複数の電流測定体110を構成している。複数の電流測定体110は、電流測定部材100の面方向に分散して配列されている。本実施形態では、(4×7)の電流測定体110がマトリクス状に配列されている。複数の電流測定体110は、それぞれ、同一の構造を有している。電流測定体110は、それぞれ、上記隣り合う2つのセル10aの間の局所の電流を測定可能となっている。そこで、以下、複数の電流測定体110のうち1つの電流測定体110の構造について説明する。
The
図4の電流測定体110は、電極膜120a、120b、配線層130a、130b、接続部140a、140b、141a、141b、142、および電気絶縁層150を備える。
4 includes
電極膜120a、120bは、それぞれ、銅等の導電性金属からなる薄膜状に形成されている。電極膜120a、120bは、それぞれ、セル10aの面方向に平行に形成されている。電極膜120aは、隣り合う2つのセル10aのうちプラス電極側セル10a(すなわち、電流流れ方向上流側のセル10a)に接触している。電極膜120bは、隣り合う2つのセル10aのうちマイナス電極側セル10a(すなわち、電流流れ方向下流側のセル10a)に接触している。電極膜120bは、電極膜120a毎に独立して形成されている。配線層130a、130bは、それぞれ、銅等の導電性金属からなる薄膜状に形成されている。配線層130a、130bは、それぞれ、セル10aの面方向に平行に形成されている。配線層130aは、電極膜120a側に配置されている。配線層130bは、電極膜120b側に配置されている。配線層130aは、接続部140a、141aによって電極膜120aに接続されている。
The
図6は、図5中A−A断面図である。配線層130aは、配線部131、132、133、134、抵抗体135によって略E字状に形成されている。配線部131、132は、それぞれ、長手方向に延出する長方形に形成されている。配線部133は、配線部131、132のそれぞれ長手方向一端側に接続されている。配線部134は、長手方向に延出する長方形に形成されて、配線部131、132の間の中間位置に配置されている。抵抗体135は、配線部134と配線部133との間に配置されている。接続部140aは、配線部131の長手方向中央部に接続されている。接続部141aは、配線部132の長手方向中央部に接続されている。配線部133のうち抵抗体135側には、接続部142が接続されている。接続部142は、配線層130aの面方向中央部に位置する。
6 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. The
配線部131、133には、接続部140aから抵抗体135を通して接続部142に流れる電流流れ経路151aが形成されている。電流流れ経路151aは、経路部152a、153aによって略L字状に形成されている。経路部152aは、配線部131から構成されている。経路部153aは、配線部133から構成されている。
In the
配線部132、133には、接続部141aから抵抗体135を通して接続部142に流れる電流流れ経路151bが形成されている。電流流れ経路151bは、経路部152b、153bによって略L字状に形成されている。経路部152bは、配線部132から構成されている。経路部153bは、配線部133から構成されている。
In the
電流流れ経路151aおよび電流流れ経路151bは、抵抗体135aを通る中心線S1を中心線とする線対称に形成されている。中心線S1は、抵抗体135aの端子135a、135bを通過する仮想線である。
The
図4の配線層130bは、接続部140b、141bによって電極膜120bに接続されている。配線層130aと配線層130bは、接続部142によって接続されている。
The
ここで、電極膜120a、120b、配線層130a、130b、および接続部140a、141a、140b、141b、142において、電極膜120a側(図4中下側)の構成と電極膜120b側(図4中上側)の構成とは、中心線S2を中心線として、線対称になっている。中心線S2は、電極膜120a、120bの間の中間部を通る仮想線である。
Here, in the
ここで、電極膜120aは電極膜120bに対応し、配線層130aは配線層130bに対応し、接続部140aは接続部140bに対応し、接続部141aは接続部141bに対応する。
Here, the
接続部140a、140b、141a、141b、142は、複数のスルーホール(層間接続部材)から構成されている。本実施形態の接続部140a、140b、141a、141bは、例えば、9個のスルーホールから構成されている。接続部142は、例えば、36個のスルーホールから構成されている。
The
電気絶縁層150は、電極膜120a、120bの間において、配線層130a、130b、接続部140a、140b、141a、141b、142を囲むように配置されている。本実施形態の電気絶縁層150は、エポキシ樹脂等の電気絶縁性樹脂材料からなる。
The electrical
さらに、電圧センサ62は、抵抗体135の端子135a、135bの間の電圧Vを求める電圧センサである。電圧センサにより検出される電圧Vは、制御部50に出力される。本実施形態では、端子135aは、正極側端子を示し、端子135bは負極側端子を示している。
Further, the
電圧センサ62と抵抗体135の正極端子135aとの間には、信号線部70aが接続されている。電圧センサ62と抵抗体135の負極端子135bとの間には、信号線部70bが接続されている。
A
信号線部70aは、配線部131、134の間に配置されている。具体的には、信号線部70aは、配線部71a、72a、73aから略コ字状に形成されている。配線部72aは、経路部152aに平行になるように形成されている。配線部72aは、抵抗体135および経路部152aの間の中間部において、経路部152aに流れる電流の方向に平行になるように形成されている。
The
信号線部70bは、配線部132、134の間に配置されている。具体的には、信号線部70bは、配線部71b、72b、73bから略コ字状に形成されている。配線部72bは、経路部152bに平行になるように形成されている。配線部71bは、抵抗体135および経路部152bの間の中間部において、経路部152bに流れる電流の方向に平行になるように形成されている。
The
なお、本実施形態の電流測定部材100、電圧センサ62、および制御部50は、本発明の電流測定装置を構成している。
Note that the
次に、電流測定部材100による電流測定方法について説明する。
Next, a current measurement method using the
まず、燃料電池10に対する水素および空気の供給が開始されることで、燃料電池10の複数のセル10aで発電が開始される。電流測定部材100の複数の電流測定体110において、電流測定部材100を挟む2つのセル10aのうち電流流れ方向上流側のセル10aから電極膜120aに電流が流れる。これに加えて、信号出力回路60は、交流電圧を燃料電池10の複数のセル10aに印加する。このため、直流電流に交流電流が畳重した電流が複数のセル10aおよび電流測定部材100に流れる。
First, by starting the supply of hydrogen and air to the
したがって、複数の電流測定体110では、電流が電極膜120a→接続部140a、141a→配線層130a→接続部142→配線層130b→接続部140b、141b→電極膜120bの順に流れる。そして、この電流が電極膜120bから電流流れ方向下流側のセル10aに電流が流れる。
Therefore, in the plurality of current measuring
配線層130aでは、電流流れ経路151aの経路部152aに流れる電流の向きと信号線部70aの配線部72aに流れる電流の向きとは、互いに逆向きである。このため、経路部151aに電流が流れる際に発生する磁界と信号線部70aの配線部72aに電流が流れる際に発生する磁界とが打ち消し合う。経路部152aに流れる電流の向きと抵抗体135に流れる電流の向きとは、互いに逆向きである。このため、経路部151aに電流が流れる際に発生する磁界と抵抗体135に電流が流れる際に発生する磁界が打ち消し合う。これに加えて、電流流れ経路151bの経路部152bに流れる電流の向きと抵抗体135に流れる電流の向きとは、互いに逆向きである。このため、経路部152bに電流が流れる際に発生する磁界と抵抗体135に電流が流れる際に発生する磁界とが打ち消し合う。
In the
このとき、電圧センサ62は、抵抗体135の両端子135a、135b間の電圧を検出してこの検出電圧を制御部50に出力する。このことにより、制御部50は、電圧センサ62の検出電圧値を抵抗値に除算して抵抗体135に流れる電流を電流測定体110毎に求める。これにより、制御部50は、燃料電池10においてそのセル10aの面方向の電流分布を求めることができる。さらに、制御部50は、セル10aの面方向の電流分布とセルモニタ60の検出電圧とに基づいて各セル10aの交流インピーダンスを測定する。
At this time, the
以上説明した本実施形態によれば、電流測定部材100は、複数の電流測定体110を備える。複数の電流測定体110において、電極膜120aと電流流れ経路151a、151bとの間は、接続部140a、141aによって接続されている。電流流れ経路151a、151bは、抵抗体135の中心線S1に対して線対称になるように配置されている。つまり、接続部140a、141a(140b、141b)と抵抗体135との間の電流流れ経路は、抵抗体135の中心線S1に対して線対称になるように配置されている。このため、電極膜120a、120bの並び方向から視て、接続部140a、141aにおける配線層130aの面方向の重心を配線層130aの面方向中央部にすることができる。よって、接続部140a、141aにおける配線層130aの面方向の重心を電極膜120aの面方向の重心に一致させることができる。これにより、上記隣り合う2つのセル10aの間において、一方のセルから電極膜120aのうち、該当する電極膜120aの周囲の電極膜120a側に電流が流れ難くなる。すなわち、一方のセルから該当する電極膜120aを通して抵抗体135に多くの電流を流すことができる。前記該当する電極膜120aは、燃料電池10のセル10a面方向の電流分布を測定する際に、複数の電極膜120aのうち、電流が本来流れるべき電極膜120aである。このため、燃料電池10に流れる電流を電極膜120a毎に正確に測定することができる。以上により、燃料電池10においてセル10a面方向の電流分布を正確に測定することができる。
According to the present embodiment described above, the current measuring
本実施形態では、接続部142は、配線層130aの面方向中央部に位置する。このため、接続部142の面方向の重心と、接続部140a、141aにおける面方向の重心と、電極膜120aの面方向の重心とをそれぞれ一致させることができる。これにより、上記隣り合う2つのセル10aの間において、一方のセルから電極膜120aのうち、該当する電極膜120aの周囲の電極膜120a側に電流がより一層、流れ難くすることができる。したがって、燃料電池10においてセル10a面方向の電流分布をより一層正確に測定することができる。
In this embodiment, the
本実施形態では、複数の電極膜120aのうち1つの電極膜120aに接続される接続部140a、141aと上記1つの電極膜120aとの間の距離L1は、複数の電極膜120aのうち上記1つの電極膜120aに隣り合う電極膜120aに接続される接続部(以下、隣接接続部140a、141aという)と上記1つの電極膜120aとの間の距離L2よりも短くなるように接続部140a、141aが電極膜120a毎に配置されている。したがって、上記1つの電極膜120aと隣接接続部140a、141aとの間で電流を流れ難くすることができる。このため、燃料電池10に流れる電流を電極膜120a毎により正確に測定することができる。
In the present embodiment, the distance L1 between the
本実施形態では、複数の電極膜120bのうち1つの電極膜120bに接続される接続部142と上記1つの電極膜120bとの間の距離L3は、複数の電極膜120bのうち上記1つの電極膜120bに隣り合う電極膜120bに接続される接続部(以下、隣接接続部142という)と上記1つの電極膜120bとの間の距離L4よりも短くなるように接続部142が電極膜120b毎に配置されている。したがって、隣接接続部142および上記1つの電極膜120bの間で電流を流れ難くすることができる。このため、燃料電池10に流れる電流を電極膜120a毎により正確に測定することができる。
In the present embodiment, the distance L3 between the connecting
本実施形態では、電流測定部材100において、配線層130aでは、信号線部70aの配線部72a、72bは、電流流れ経路152a、153aと抵抗体135に電流が流れる方向とが平行で、かつ電流流れ経路152a、153aに電流が流れる方向と抵抗体135に電流が流れる方向とが逆方向になるように配置されている。このため、電流流れ経路152a、153aに電流が流れる際に発生する磁界と信号線部70aの配線部72aに電流が流れる際に発生する磁界とが打ち消し合う。電流流れ経路152a、153aに電流が流れる際に発生する磁界と抵抗体135に電流が流れる際に発生する磁界が打ち消し合う。そして、電流流れ経路152b、153bに電流が流れる際に発生する磁界と抵抗体135に電流が流れる際に発生する磁界とが打ち消し合う。したがって、制御部50が電圧センサ62の検出電圧値に基づいて電流測定体110毎に求めた電流において、インダクタンスの影響を低減することができる。このため、制御部50において電流の測定精度を向上することができる。
In the present embodiment, in the current measuring
(第2実施形態)
上記第1実施形態では、電流流れ経路152a(152b)とが抵抗体135に流れる電流の方向とが平行になるようにした例について説明したが、これに代えて、電流流れ経路152a(152b)とが抵抗体135に流れる電流の方向とが交差するようにした例について説明する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the example in which the
図7に本実施形態の燃料電池システム1における配線層130aを示す図である。図7の配線層130aは、図6の配線層130aに代えて用いられる。
FIG. 7 is a diagram showing a
本実施形態の配線層130aでは、電流流れ経路151aと抵抗体135に流れる電流の方向とが約45℃で交差している。電流流れ経路151aは、接続部140aから抵抗体135を通して接続部142に電流が流れる経路を構成する。電流流れ経路151bと抵抗体135に流れる電流の方向とが約45で交差している。電流流れ経路151bは、接続部141aから抵抗体135を通して接続部142に電流が流れる経路を構成する。電流流れ経路151a、151bは、抵抗体135の端子135a、135bを通過する仮想線S1を中心線とする線対称に形成されている。本実施形態の接続部142は、配線層130aのうち面方向中央部に接続されている。
In the
本実施形態の信号線部70aは、配線部71a、72aから略L字状に形成されている。配線部71aは、電流流れ経路151aに平行になるように配置されている。配線部71aは、配線部72aに対して直交するように配置されている。信号線部70bは、配線部71b、72bから略L字状になるように形成されている。配線部71bは、配線部71aに平行になるように配置されている。配線部72bは、配線部72bに対して直交するように配置されている。
The
以上説明した本実施形態によれば、電極膜120aと電流流れ経路151a、151bとの間は、接続部140a、141aによって接続されている。電流流れ経路151a、151bは、抵抗体135の中心線S1に対して線対称になるように配置されている。つまり、接続部140a、141a(140b、141b)と抵抗体135との間の電流流れ経路は、抵抗体135の中心線S1に対して線対称になるように配置されている。このため、電極膜120a、120bの並び方向から視て、接続部140a、141aにおける配線層130aの面方向の重心を電極膜120aの面方向の重心に一致させることができる。よって、上記第1実施形態と同様に、燃料電池10に流れる電流を電極膜120a毎に正確に測定することができる。これにより、燃料電池10においてセル10a面方向の電流分布を正確に測定することができる。
According to the present embodiment described above, the
本実施形態では、配線層130aにおいて、電流流れ経路151aに流れる電流の向きと信号線部70aの配線部71aに流れる電流の向きとは、逆方向になる。このため、電流流れ経路151aに電流が流れる際に発生する磁界と信号線部70aの配線部71aに電流が流れる際に発生する磁界とが打ち消し合う。電流流れ経路151aに流れる電流の向きと抵抗体135に流れる電流の向きとは、交差する関係になる。このため、電流流れ経路151aに電流が流れる際に発生する磁界と抵抗体135に電流が流れる際に発生する磁界が打ち消し合う。電流流れ経路151bに流れる電流の向きと抵抗体135に流れる電流の向きとは、交差する関係になる。このため、電流流れ経路151bに電流が流れる際に発生する磁界と抵抗体135に電流が流れる際に発生する磁界とが打ち消し合う。
In the present embodiment, in the
以上により、制御部50が電圧センサ62の検出電圧値に基づいて電流測定体110毎に求めた電流のうち、インダクタンスの影響を低減することができる。このため、制御部50において電流の測定精度を向上することができる。
As described above, the influence of the inductance can be reduced in the current obtained for each current measuring
(他の実施形態)
上記第1、第2の実施形態では、抵抗体135の中心線S1に対して線対称になるように電流流れ経路151a、151bを配置した例について説明したが、これに代えて、抵抗体135の中心点に対して点対称になるように電流流れ経路151a、151bを配置してもよい。つまり、接続部140a、141a(140b、141b)と抵抗体135との間の電流流れ経路を、抵抗体135の中心点に対して点対称になるように配置してもよい。
(Other embodiments)
In the first and second embodiments, the example in which the
上記第1、第2の実施形態では、電流測定部材100を隣り合う2つのセル10aの間に配置した例について説明したが、これに代えて、集電板11、12のうち一方の集電板と、この一方の集電板に隣り合うセル10a(以下、隣り合うセル10aという)との間に電流測定部材100を配置してもよい。なお、前記一方の集電板に隣り合うセル10aを以下、隣り合うセル10aという。
In the first and second embodiments, the example in which the current measuring
この場合、前記一方の集電板および隣り合うセル10aのうち、一方の部材に複数の電極膜120a(第1の電極膜)が接続され、前記一方の集電板および隣り合うセル10aのうち前記一方の部材以外の他方の部材が複数の配線層120b(第2の電極膜)に接続されている。
In this case, among the one current collector plate and the
上記第1、第2の実施形態では、複数のセル10aから燃料電池10を構成した例について説明したが、これに代えて、集電板11、12の間に1つのセル10aだけを配置して燃料電池10を構成してもよい。
In the first and second embodiments, the example in which the
この場合、集電板11、12のうち一方の集電板とセル10aとの間に電流測定部材100を配置することになる。
In this case, the current measuring
このため、前記一方の集電板およびセル10aのうち一方の部材に複数の電極膜120a(第1の電極膜)が接続され、前記一方の集電板およびセル10aのうち一方の部材以外の他の部材に複数の配線層120b(第2の電極膜)が接続されている。
For this reason, a plurality of
上記第1、第2の実施形態では、配線層間を接続する層間接続部材として、スルーホールを用いた例について説明したが、これに代えて、レーザービアを用いてもよい。 In the first and second embodiments, the example in which the through hole is used as the interlayer connection member for connecting the wiring layers has been described, but a laser via may be used instead.
上記第1、第2の実施形態では、電流測定部材100において複数の電流測定体110をマトリクス状に配列した例について説明したが、電極膜120a、120bの間の抵抗値が電流測定体110毎に同等になるように構成されていれば、複数の電流測定体110をマトリックス状にしなくてもよく、また複数の電流測定体110を同一の形状にしなくてもよい。
In the first and second embodiments, the example in which a plurality of
上記第1、第2の実施形態では、電極膜120bを電流測定体110毎に独立する構成とした例について説明したが、これに代えて、複数の電流測定体110に対して共通の一枚の電極膜120bを用いてもよい。つまり、電流測定体110毎の電極膜120bをそれぞれ接続して一体化したものを用いても良い。
In the first and second embodiments, the example in which the
上記第1、第2の実施形態では、抵抗体135と電極膜120a(120b)との間に接続する第1の接続部として、2つの接続部140a、141a(140b、141b)を用いた例について説明したが、これに代えて、抵抗体135と電極膜120a(120b)との間に接続する第1の接続部として、3つ以上の接続部を用いてもよい。
In the first and second embodiments, an example in which two
上記第1の実施形態では、電流流れ経路151aの経路部152aと抵抗体135との間の中間部に信号線部70aの配線部72aを配置したが、これに代えて、電流流れ経路151aおよび抵抗体135の間において電流流れ経路151a側に信号線部70a、70bを配置してもよい。これは、電流流れ経路151aに流れる電流値は、抵抗体135に流れる電流値よりも小さいので、電流流れ経路151aに発生する磁界は、抵抗体135に発生する磁界よりも小さくなる。したがって、電流流れ経路151a、抵抗体135から信号線部70aに与えられる磁界の影響を少なくすることができる。
In the first embodiment, the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。 In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, In the range described in the claim, it can change suitably. Further, the above embodiments are not irrelevant to each other, and can be combined as appropriate unless the combination is clearly impossible.
1 燃料電池システム
10 燃料電池
10a セル
11、12 集電板(第1、第2の集電板)
62 電圧センサ(電位差検出手段、電流検出手段)
50 制御部(電流検出手段)
100 電流測定部材
110 電流測定体
120a 電極膜(第1の電極膜)
120b 電極膜(第2の電極膜)
135 抵抗体
140a、140b、141a、141b 接続部(第1接続部)
142 接続部(第2接続部)
151a、151b 電流流れ経路
DESCRIPTION OF
62 Voltage sensor (potential difference detection means, current detection means)
50 Control unit (current detection means)
DESCRIPTION OF
120b Electrode film (second electrode film)
135
142 connection part (second connection part)
151a, 151b Current flow path
Claims (14)
前記複数のセルのうち隣り合う2つのセルのうち一方のセルに接触する複数の第1の電極膜(120a)と、前記隣り合う2つのセルのうち前記一方のセル以外の他方のセルに接触する第2の電極膜(120b)と、
前記第1、第2の電極膜の間に前記第1の電極膜毎に配置されて所定の抵抗値を有する抵抗体(135)と、
前記隣り合う2つのセルの間で前記抵抗体に電流が流れる際に前記抵抗体に生じる電位差を前記第1の電極膜毎に測定し、この前記第1の電極膜毎に測定される電位差と前記抵抗値とに基づいて前記隣り合う2つのセルの間の局所に流れる電流を前記第1の電極膜毎に求める電流検出手段(50、62)と、
前記第1の電極膜および前記抵抗体の間に前記第1の電極膜毎に設けられている電流流れ経路(151a、151b)と、
前記第1の電極膜毎に前記第1の電極膜および前記電流流れ経路の間を接続する複数の第1の接続部(140a、140b、141a、141b)と、を備え、
前記第1、第2の電極膜の間には、前記複数の第1接続部、前記電流流れ経路、および前記抵抗体を通して電流が流れるようになっており、
前記電流流れ経路は、前記抵抗体に対して対称になるように配置されており、
前記第1の電極膜毎に前記抵抗体および前記第2の電極膜の間を接続する第2接続部(142)を備えることを特徴とする電流測定装置。 The plurality of cells (10a) stacked between the first and second current collecting plates (11, 12) generate electric energy by the electrochemical reaction of the oxidant gas and the fuel gas, respectively, thereby generating the first and second current collector plates (11, 12). A current measuring device applied to a fuel cell (10) configured to allow current to flow between two current collector plates,
A plurality of first electrode films (120a) in contact with one of two adjacent cells among the plurality of cells and a contact with the other cell other than the one of the two adjacent cells A second electrode film (120b),
A resistor (135) disposed between the first and second electrode films for each of the first electrode films and having a predetermined resistance value;
When a current flows through the resistor between the two adjacent cells, the potential difference generated in the resistor is measured for each first electrode film, and the potential difference measured for each of the first electrode films is Current detection means (50, 62) for obtaining a current flowing locally between the two adjacent cells based on the resistance value for each of the first electrode films;
A current flow path (151a, 151b) provided for each of the first electrode films between the first electrode film and the resistor;
A plurality of first connection portions (140a, 140b, 141a, 141b) for connecting between the first electrode film and the current flow path for each first electrode film;
Between the first and second electrode films, a current flows through the plurality of first connection portions, the current flow path, and the resistor,
The current flow path is arranged to be symmetric with respect to the resistor ,
A current measuring device comprising a second connecting portion (142) for connecting between the resistor and the second electrode film for each of the first electrode films .
前記第1、第2の集電板のうち一方の集電板に接触する複数の第1の電極膜(120a)と、前記一方の集電板に隣り合う前記セルに接触する第2の電極膜(120b)と、
前記第1、第2の電極膜の間に前記第1の電極膜毎に配置されて所定の抵抗値を有する抵抗体(135)と、
前記隣り合う2つのセルの間で前記抵抗体に電流が流れる際に前記抵抗体に生じる電位差を前記第1の電極膜毎に測定し、この前記第1の電極膜毎に測定される電位差と前記抵抗値とに基づいて、前記一方の集電板と前記一方の集電板に隣り合う前記セルとの間の局所に流れる電流を前記第1の電極膜毎に求める電流検出手段(50、62)と、
前記第1の電極膜および前記抵抗体の間に前記第1の電極膜毎に設けられている電流流れ経路(151a、151b)と、
前記第1の電極膜毎に前記第1の電極膜および前記電流流れ経路の間を接続する複数の第1の接続部(140a、140b、141a、141b)と、を備え、
前記第1、第2の電極膜の間には、前記複数の第1接続部、前記電流流れ経路、および前記抵抗体を通して電流が流れるようになっており、
前記電流流れ経路は、前記抵抗体に対して対称になるように配置されており、
前記第1の電極膜毎に前記抵抗体および前記第2の電極膜の間を接続する第2接続部(142)を備えることを特徴とする電流測定装置。 At least one cell (10a) stacked between the first and second current collector plates (11, 12) generates electric energy by an electrochemical reaction of an oxidant gas and a fuel gas, thereby generating the first and second current collector plates (11, 12). A current measuring device applied to a fuel cell (10) configured to allow current to flow between two current collector plates,
A plurality of first electrode films (120a) in contact with one of the first and second current collector plates, and a second electrode in contact with the cell adjacent to the one current collector plate A membrane (120b);
A resistor (135) disposed between the first and second electrode films for each of the first electrode films and having a predetermined resistance value;
When a current flows through the resistor between the two adjacent cells, the potential difference generated in the resistor is measured for each first electrode film, and the potential difference measured for each of the first electrode films is Based on the resistance value, current detection means (50,) for obtaining a current flowing locally between the one current collector plate and the cell adjacent to the one current collector plate for each first electrode film 62)
A current flow path (151a, 151b) provided for each of the first electrode films between the first electrode film and the resistor;
A plurality of first connection portions (140a, 140b, 141a, 141b) for connecting between the first electrode film and the current flow path for each first electrode film;
Between the first and second electrode films, a current flows through the plurality of first connection portions, the current flow path, and the resistor,
The current flow path is arranged to be symmetric with respect to the resistor ,
A current measuring device comprising a second connecting portion (142) for connecting between the resistor and the second electrode film for each of the first electrode films .
第1の電極膜毎に測定する電位差測定手段(62)を備え、
前記抵抗体と前記電位差測定手段との間に接続されている第1、第2の信号線部(70
a、70b)を備え、
前記電位差測定手段は、前記第1、第2の信号線部を通して前記抵抗体に生じる電位差
を測定するものであり、
前記電流流れ経路は、前記抵抗体に流れる電流の流れ方向に対して平行に配置されてお
り、
前記電流流れ経路に流れる電流の方向は、前記抵抗体に流れる電流の流れ方向に対して
逆方向になっており、
前記第1、第2の信号線部は、前記電流流れ経路と前記抵抗体との間に配置されており
、
前記第1、第2の信号線部は、それぞれ、前記電流流れ経路に対して前記抵抗体側に配
置されており、
前記第1、第2の集電板の間には、前記第1の電極膜毎に独立した複数の前記第2の電
極膜が配置されており、
前記複数の第2の電極膜のうち1つの第2の電極膜に接続される前記第2接続部と前記
1つの第2の電極膜との間の第3の距離は、前記複数の第2の電極膜のうち前記1つの第
2の電極膜に隣り合う第2の電極膜に接続される前記第2接続部と前記1つの第2の電極
膜との間の第4の距離よりも短くなるように前記第2接続部が前記第2の電極膜毎に配置
されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の電流測定装置。 The current detecting means includes a potential difference measuring means (62) for measuring a potential difference generated in the resistor when a current flows through the resistor for each of the first electrode films,
First and second signal line portions (70) connected between the resistor and the potential difference measuring means.
a, 70b)
The potential difference measuring means measures a potential difference generated in the resistor through the first and second signal line portions,
The current flow path is arranged in parallel to the flow direction of the current flowing through the resistor,
The direction of the current flowing through the current flow path is opposite to the direction of the current flowing through the resistor,
The first and second signal line portions are disposed between the current flow path and the resistor,
The first and second signal line portions are respectively disposed on the resistor side with respect to the current flow path,
A plurality of the second electrode films independent for each of the first electrode films are disposed between the first and second current collector plates,
A third distance between the second connecting portion connected to one second electrode film among the plurality of second electrode films and the one second electrode film is the second distance between the plurality of second electrode films. Shorter than the fourth distance between the second connection portion connected to the second electrode film adjacent to the one second electrode film and the one second electrode film. 4. The current measuring device according to claim 1 , wherein the second connection portion is arranged for each of the second electrode films.
前記複数のセルのうち隣り合う2つのセルのうち一方のセルに接触する複数の第1の電極膜(120a)と、前記隣り合う2つのセルのうち前記一方のセル以外の他方のセルに接触する第2の電極膜(120b)と、
前記第1、第2の電極膜の間に前記第1の電極膜毎に配置されて所定の抵抗値を有する抵抗体(135)と、
前記隣り合う2つのセルの間で前記抵抗体に電流が流れる際に前記抵抗体に生じる電位差を前記第1の電極膜毎に測定し、この前記第1の電極膜毎に測定される電位差と前記抵抗値とに基づいて前記隣り合う2つのセルの間の局所に流れる電流を前記第1の電極膜毎に求める電流検出手段(50、62)と、
前記第1の電極膜および前記抵抗体の間に前記第1の電極膜毎に設けられている電流流れ経路(151a、151b)と、
前記第1の電極膜毎に前記第1の電極膜および前記電流流れ経路の間を接続する複数の第1の接続部(140a、140b、141a、141b)と、を備え、
前記第1、第2の電極膜の間には、前記複数の第1接続部、前記電流流れ経路、および前記抵抗体を通して電流が流れるようになっており、
前記電流流れ経路は、前記抵抗体に対して対称になるように配置されており、
前記電流流れ経路は、前記抵抗体に流れる電流の流れ方向に平行に形成されて、かつ同一方向に電流が流れる経路(152a、152b)を有することを特徴とする電流測定装置。 The plurality of cells (10a) stacked between the first and second current collecting plates (11, 12) generate electric energy by the electrochemical reaction of the oxidant gas and the fuel gas, respectively, thereby generating the first and second current collector plates (11, 12). A current measuring device applied to a fuel cell (10) configured to allow current to flow between two current collector plates,
A plurality of first electrode films (120a) in contact with one of two adjacent cells among the plurality of cells and a contact with the other cell other than the one of the two adjacent cells A second electrode film (120b),
A resistor (135) disposed between the first and second electrode films for each of the first electrode films and having a predetermined resistance value;
When a current flows through the resistor between the two adjacent cells, the potential difference generated in the resistor is measured for each first electrode film, and the potential difference measured for each of the first electrode films is Current detection means (50, 62) for obtaining a current flowing locally between the two adjacent cells based on the resistance value for each of the first electrode films;
A current flow path (151a, 151b) provided for each of the first electrode films between the first electrode film and the resistor;
A plurality of first connection portions (140a, 140b, 141a, 141b) for connecting between the first electrode film and the current flow path for each first electrode film;
Between the first and second electrode films, a current flows through the plurality of first connection portions, the current flow path, and the resistor,
The current flow path is arranged to be symmetric with respect to the resistor ,
The current measurement path is characterized in that the current flow path has a path (152a, 152b) that is formed in parallel with the flow direction of the current flowing through the resistor and in which the current flows in the same direction.
前記第1、第2の集電板のうち一方の集電板に接触する複数の第1の電極膜(120a)と、前記一方の集電板に隣り合う前記セルに接触する第2の電極膜(120b)と、
前記第1、第2の電極膜の間に前記第1の電極膜毎に配置されて所定の抵抗値を有する抵抗体(135)と、
前記隣り合う2つのセルの間で前記抵抗体に電流が流れる際に前記抵抗体に生じる電位差を前記第1の電極膜毎に測定し、この前記第1の電極膜毎に測定される電位差と前記抵抗値とに基づいて、前記一方の集電板と前記一方の集電板に隣り合う前記セルとの間の局所に流れる電流を前記第1の電極膜毎に求める電流検出手段(50、62)と、
前記第1の電極膜および前記抵抗体の間に前記第1の電極膜毎に設けられている電流流れ経路(151a、151b)と、
前記第1の電極膜毎に前記第1の電極膜および前記電流流れ経路の間を接続する複数の第1の接続部(140a、140b、141a、141b)と、を備え、
前記第1、第2の電極膜の間には、前記複数の第1接続部、前記電流流れ経路、および前記抵抗体を通して電流が流れるようになっており、
前記電流流れ経路は、前記抵抗体に対して対称になるように配置されており、
前記電流流れ経路は、前記抵抗体に流れる電流の流れ方向に平行に形成されて、かつ同一方向に電流が流れる経路(152a、152b)を有することを特徴とする電流測定装置。 At least one cell (10a) stacked between the first and second current collector plates (11, 12) generates electric energy by an electrochemical reaction of an oxidant gas and a fuel gas, thereby generating the first and second current collector plates (11, 12). A current measuring device applied to a fuel cell (10) configured to allow current to flow between two current collector plates,
A plurality of first electrode films (120a) in contact with one of the first and second current collector plates, and a second electrode in contact with the cell adjacent to the one current collector plate A membrane (120b);
A resistor (135) disposed between the first and second electrode films for each of the first electrode films and having a predetermined resistance value;
When a current flows through the resistor between the two adjacent cells, the potential difference generated in the resistor is measured for each first electrode film, and the potential difference measured for each of the first electrode films is Based on the resistance value, current detection means (50,) for obtaining a current flowing locally between the one current collector plate and the cell adjacent to the one current collector plate for each first electrode film 62)
A current flow path (151a, 151b) provided for each of the first electrode films between the first electrode film and the resistor;
A plurality of first connection portions (140a, 140b, 141a, 141b) for connecting between the first electrode film and the current flow path for each first electrode film;
Between the first and second electrode films, a current flows through the plurality of first connection portions, the current flow path, and the resistor,
The current flow path is arranged to be symmetric with respect to the resistor ,
The current measurement path is characterized in that the current flow path has a path (152a, 152b) that is formed in parallel with the flow direction of the current flowing through the resistor and in which the current flows in the same direction .
前記抵抗体と前記電位差測定手段との間に接続されている第1、第2の信号線部(70a、70b)を備え、
前記電位差測定手段は、前記第1、第2の信号線部を通して前記抵抗体に生じる電位差を測定するものであり、
前記電流流れ経路は、前記抵抗体に流れる電流の流れ方向に対して平行に配置されており、
前記電流流れ経路に流れる電流の方向は、前記抵抗体に流れる電流の流れ方向に対して逆方向になっており、
前記第1、第2の信号線部は、前記電流流れ経路と前記抵抗体との間に配置されていることを特徴とする請求項1ないし3、5、6のいずれか1つに記載の電流測定装置。 The current detecting means includes a potential difference measuring means (62) for measuring a potential difference generated in the resistor when a current flows through the resistor for each of the first electrode films,
Comprising first and second signal line portions (70a, 70b) connected between the resistor and the potential difference measuring means;
The potential difference measuring means measures a potential difference generated in the resistor through the first and second signal line portions,
The current flow path is arranged in parallel to the flow direction of the current flowing through the resistor,
The direction of the current flowing through the current flow path is opposite to the direction of the current flowing through the resistor,
The said 1st, 2nd signal wire | line part is arrange | positioned between the said current flow path | route and the said resistor, The one of Claim 1 thru | or 3 , 5 and 6 characterized by the above-mentioned. Current measuring device.
前記複数のセルのうち隣り合う2つのセルのうち一方のセルに接触する複数の第1の電極膜(120a)と、前記隣り合う2つのセルのうち前記一方のセル以外の他方のセルに接触する第2の電極膜(120b)と、
前記第1、第2の電極膜の間に前記第1の電極膜毎に配置されて所定の抵抗値を有する抵抗体(135)と、
前記隣り合う2つのセルの間で前記抵抗体に電流が流れる際に前記抵抗体に生じる電位差を前記第1の電極膜毎に測定し、この前記第1の電極膜毎に測定される電位差と前記抵抗値とに基づいて前記隣り合う2つのセルの間の局所に流れる電流を前記第1の電極膜毎に求める電流検出手段(50、62)と、
前記第1の電極膜および前記抵抗体の間に前記第1の電極膜毎に設けられている電流流れ経路(151a、151b)と、
前記第1の電極膜毎に前記第1の電極膜および前記電流流れ経路の間を接続する複数の第1の接続部(140a、140b、141a、141b)と、を備え、
前記第1、第2の電極膜の間には、前記複数の第1接続部、前記電流流れ経路、および前記抵抗体を通して電流が流れるようになっており、
前記電流流れ経路は、前記抵抗体に対して対称になるように配置されており、
前記電流検出手段は、前記抵抗体に電流が流れる際に前記抵抗体に生じる電位差を前記第1の電極膜毎に測定する電位差測定手段(62)を備え、
前記抵抗体と前記電位差測定手段との間に接続されている第1、第2の信号線部(70a、70b)を備え、
前記電位差測定手段は、前記第1、第2の信号線部を通して前記抵抗体に生じる電位差を測定するものであり、
前記電流流れ経路は、前記抵抗体に流れる電流の流れ方向に対して平行に配置されており、
前記電流流れ経路に流れる電流の方向は、前記抵抗体に流れる電流の流れ方向に対して逆方向になっており、
前記第1、第2の信号線部は、前記電流流れ経路と前記抵抗体との間に配置されていることを特徴とする電流測定装置。 The plurality of cells (10a) stacked between the first and second current collecting plates (11, 12) generate electric energy by the electrochemical reaction of the oxidant gas and the fuel gas, respectively, thereby generating the first and second current collector plates (11, 12). A current measuring device applied to a fuel cell (10) configured to allow current to flow between two current collector plates,
A plurality of first electrode films (120a) in contact with one of two adjacent cells among the plurality of cells and a contact with the other cell other than the one of the two adjacent cells A second electrode film (120b),
A resistor (135) disposed between the first and second electrode films for each of the first electrode films and having a predetermined resistance value;
When a current flows through the resistor between the two adjacent cells, the potential difference generated in the resistor is measured for each first electrode film, and the potential difference measured for each of the first electrode films is Current detection means (50, 62) for obtaining a current flowing locally between the two adjacent cells based on the resistance value for each of the first electrode films;
A current flow path (151a, 151b) provided for each of the first electrode films between the first electrode film and the resistor;
A plurality of first connection portions (140a, 140b, 141a, 141b) for connecting between the first electrode film and the current flow path for each first electrode film;
Between the first and second electrode films, a current flows through the plurality of first connection portions, the current flow path, and the resistor,
The current flow path is arranged to be symmetric with respect to the resistor ,
The current detecting means includes a potential difference measuring means (62) for measuring a potential difference generated in the resistor when a current flows through the resistor for each of the first electrode films,
Comprising first and second signal line portions (70a, 70b) connected between the resistor and the potential difference measuring means;
The potential difference measuring means measures a potential difference generated in the resistor through the first and second signal line portions,
The current flow path is arranged in parallel to the flow direction of the current flowing through the resistor,
The direction of the current flowing through the current flow path is opposite to the direction of the current flowing through the resistor,
The current measuring apparatus , wherein the first and second signal line portions are disposed between the current flow path and the resistor .
前記第1、第2の集電板のうち一方の集電板に接触する複数の第1の電極膜(120a)と、前記一方の集電板に隣り合う前記セルに接触する第2の電極膜(120b)と、
前記第1、第2の電極膜の間に前記第1の電極膜毎に配置されて所定の抵抗値を有する抵抗体(135)と、
前記隣り合う2つのセルの間で前記抵抗体に電流が流れる際に前記抵抗体に生じる電位差を前記第1の電極膜毎に測定し、この前記第1の電極膜毎に測定される電位差と前記抵抗値とに基づいて、前記一方の集電板と前記一方の集電板に隣り合う前記セルとの間の局所に流れる電流を前記第1の電極膜毎に求める電流検出手段(50、62)と、
前記第1の電極膜および前記抵抗体の間に前記第1の電極膜毎に設けられている電流流れ経路(151a、151b)と、
前記第1の電極膜毎に前記第1の電極膜および前記電流流れ経路の間を接続する複数の第1の接続部(140a、140b、141a、141b)と、を備え、
前記第1、第2の電極膜の間には、前記複数の第1接続部、前記電流流れ経路、および前記抵抗体を通して電流が流れるようになっており、
前記電流流れ経路は、前記抵抗体に対して対称になるように配置されており、
前記電流検出手段は、前記抵抗体に電流が流れる際に前記抵抗体に生じる電位差を前記第1の電極膜毎に測定する電位差測定手段(62)を備え、
前記抵抗体と前記電位差測定手段との間に接続されている第1、第2の信号線部(70a、70b)を備え、
前記電位差測定手段は、前記第1、第2の信号線部を通して前記抵抗体に生じる電位差を測定するものであり、
前記電流流れ経路は、前記抵抗体に流れる電流の流れ方向に対して平行に配置されており、
前記電流流れ経路に流れる電流の方向は、前記抵抗体に流れる電流の流れ方向に対して逆方向になっており、
前記第1、第2の信号線部は、前記電流流れ経路と前記抵抗体との間に配置されていることを特徴とする電流測定装置。 At least one cell (10a) stacked between the first and second current collector plates (11, 12) generates electric energy by an electrochemical reaction of an oxidant gas and a fuel gas, thereby generating the first and second current collector plates (11, 12). A current measuring device applied to a fuel cell (10) configured to allow current to flow between two current collector plates,
A plurality of first electrode films (120a) in contact with one of the first and second current collector plates, and a second electrode in contact with the cell adjacent to the one current collector plate A membrane (120b);
A resistor (135) disposed between the first and second electrode films for each of the first electrode films and having a predetermined resistance value;
When a current flows through the resistor between the two adjacent cells, the potential difference generated in the resistor is measured for each first electrode film, and the potential difference measured for each of the first electrode films is Based on the resistance value, current detection means (50,) for obtaining a current flowing locally between the one current collector plate and the cell adjacent to the one current collector plate for each first electrode film 62)
A current flow path (151a, 151b) provided for each of the first electrode films between the first electrode film and the resistor;
A plurality of first connection portions (140a, 140b, 141a, 141b) for connecting between the first electrode film and the current flow path for each first electrode film;
Between the first and second electrode films, a current flows through the plurality of first connection portions, the current flow path, and the resistor,
The current flow path is arranged to be symmetric with respect to the resistor ,
The current detecting means includes a potential difference measuring means (62) for measuring a potential difference generated in the resistor when a current flows through the resistor for each of the first electrode films,
Comprising first and second signal line portions (70a, 70b) connected between the resistor and the potential difference measuring means;
The potential difference measuring means measures a potential difference generated in the resistor through the first and second signal line portions,
The current flow path is arranged in parallel to the flow direction of the current flowing through the resistor,
The direction of the current flowing through the current flow path is opposite to the direction of the current flowing through the resistor,
The current measuring apparatus , wherein the first and second signal line portions are disposed between the current flow path and the resistor .
前記複数のセルのうち隣り合う2つのセルのうち一方のセルに接触する複数の第1の電極膜(120a)と、前記隣り合う2つのセルのうち前記一方のセル以外の他方のセルに接触する第2の電極膜(120b)と、
前記第1、第2の電極膜の間に前記第1の電極膜毎に配置されて所定の抵抗値を有する抵抗体(135)と、
前記隣り合う2つのセルの間で前記抵抗体に電流が流れる際に前記抵抗体に生じる電位差を前記第1の電極膜毎に測定し、この前記第1の電極膜毎に測定される電位差と前記抵抗値とに基づいて前記隣り合う2つのセルの間の局所に流れる電流を前記第1の電極膜毎に求める電流検出手段(50、62)と、
前記第1の電極膜および前記抵抗体の間に前記第1の電極膜毎に設けられている電流流れ経路(151a、151b)と、
前記第1の電極膜毎に前記第1の電極膜および前記電流流れ経路の間を接続する複数の第1の接続部(140a、140b、141a、141b)と、を備え、
前記第1、第2の電極膜の間には、前記複数の第1接続部、前記電流流れ経路、および前記抵抗体を通して電流が流れるようになっており、
前記電流流れ経路は、前記抵抗体に対して対称になるように配置されており、
前記複数の第1の電極膜のうち1つの第1の電極膜に接続される前記複数の第1接続部と前記1つの第1の電極膜との間の第1距離は、前記複数の第1の電極膜のうち前記1つの第1の電極膜に隣り合う第1の電極膜に接続される前記複数の第1接続部と前記1つの第1の電極膜との間の第2距離よりも短くなるように前記複数の第1接続部が前記第1の電極膜毎に配置されていることを特徴とする電流測定装置。 The plurality of cells (10a) stacked between the first and second current collecting plates (11, 12) generate electric energy by the electrochemical reaction of the oxidant gas and the fuel gas, respectively, thereby generating the first and second current collector plates (11, 12). A current measuring device applied to a fuel cell (10) configured to allow current to flow between two current collector plates,
A plurality of first electrode films (120a) in contact with one of two adjacent cells among the plurality of cells and a contact with the other cell other than the one of the two adjacent cells A second electrode film (120b),
A resistor (135) disposed between the first and second electrode films for each of the first electrode films and having a predetermined resistance value;
When a current flows through the resistor between the two adjacent cells, the potential difference generated in the resistor is measured for each first electrode film, and the potential difference measured for each of the first electrode films is Current detection means (50, 62) for obtaining a current flowing locally between the two adjacent cells based on the resistance value for each of the first electrode films;
A current flow path (151a, 151b) provided for each of the first electrode films between the first electrode film and the resistor;
A plurality of first connection portions (140a, 140b, 141a, 141b) for connecting between the first electrode film and the current flow path for each first electrode film;
Between the first and second electrode films, a current flows through the plurality of first connection portions, the current flow path, and the resistor,
The current flow path is arranged to be symmetric with respect to the resistor ,
A first distance between the plurality of first connection portions connected to one first electrode film among the plurality of first electrode films and the one first electrode film is the plurality of first electrode films. From the second distance between the plurality of first connection portions connected to the first electrode film adjacent to the one first electrode film and the one first electrode film among the one electrode film The plurality of first connection portions are arranged for each of the first electrode films so as to be shorter .
前記第1、第2の集電板のうち一方の集電板に接触する複数の第1の電極膜(120a)と、前記一方の集電板に隣り合う前記セルに接触する第2の電極膜(120b)と、
前記第1、第2の電極膜の間に前記第1の電極膜毎に配置されて所定の抵抗値を有する抵抗体(135)と、
前記隣り合う2つのセルの間で前記抵抗体に電流が流れる際に前記抵抗体に生じる電位差を前記第1の電極膜毎に測定し、この前記第1の電極膜毎に測定される電位差と前記抵抗値とに基づいて、前記一方の集電板と前記一方の集電板に隣り合う前記セルとの間の局所に流れる電流を前記第1の電極膜毎に求める電流検出手段(50、62)と、
前記第1の電極膜および前記抵抗体の間に前記第1の電極膜毎に設けられている電流流れ経路(151a、151b)と、
前記第1の電極膜毎に前記第1の電極膜および前記電流流れ経路の間を接続する複数の第1の接続部(140a、140b、141a、141b)と、を備え、
前記第1、第2の電極膜の間には、前記複数の第1接続部、前記電流流れ経路、および前記抵抗体を通して電流が流れるようになっており、
前記電流流れ経路は、前記抵抗体に対して対称になるように配置されており、
前記複数の第1の電極膜のうち1つの第1の電極膜に接続される前記複数の第1接続部と前記1つの第1の電極膜との間の第1距離は、前記複数の第1の電極膜のうち前記1つの第1の電極膜に隣り合う第1の電極膜に接続される前記複数の第1接続部と前記1つの第1の電極膜との間の第2距離よりも短くなるように前記複数の第1接続部が前記第1の電極膜毎に配置されていることを特徴とする電流測定装置。 At least one cell (10a) stacked between the first and second current collector plates (11, 12) generates electric energy by an electrochemical reaction of an oxidant gas and a fuel gas, thereby generating the first and second current collector plates (11, 12). A current measuring device applied to a fuel cell (10) configured to allow current to flow between two current collector plates,
A plurality of first electrode films (120a) in contact with one of the first and second current collector plates, and a second electrode in contact with the cell adjacent to the one current collector plate A membrane (120b);
A resistor (135) disposed between the first and second electrode films for each of the first electrode films and having a predetermined resistance value;
When a current flows through the resistor between the two adjacent cells, the potential difference generated in the resistor is measured for each first electrode film, and the potential difference measured for each of the first electrode films is Based on the resistance value, current detection means (50,) for obtaining a current flowing locally between the one current collector plate and the cell adjacent to the one current collector plate for each first electrode film 62)
A current flow path (151a, 151b) provided for each of the first electrode films between the first electrode film and the resistor;
A plurality of first connection portions (140a, 140b, 141a, 141b) for connecting between the first electrode film and the current flow path for each first electrode film;
Between the first and second electrode films, a current flows through the plurality of first connection portions, the current flow path, and the resistor,
The current flow path is arranged to be symmetric with respect to the resistor ,
A first distance between the plurality of first connection portions connected to one first electrode film among the plurality of first electrode films and the one first electrode film is the plurality of first electrode films. From the second distance between the plurality of first connection portions connected to the first electrode film adjacent to the one first electrode film and the one first electrode film among the one electrode film The plurality of first connection portions are arranged for each of the first electrode films so as to be shorter .
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