KR20060019997A - 연료전지 스택의 파손셀 탐지장치 - Google Patents

연료전지 스택의 파손셀 탐지장치 Download PDF

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Abstract

연료전지 스택의 파손셀 탐지장치가 개시된다. 개시된 연료전지 스택의 파손셀 탐지장치는, 다수개의 새니터리 피팅과, 매니폴드가 구비된 연료전지 스택과; 상기 연료전지 스택과 가스라인을 통해 연결된 가스봄베와; 상기 연료전지 스택의 일측에 설치되어 상기 연료전지 스택으로부터 누출되는 가스를 검출하는 센서와; 상기 센서와 연결 설치되어 상기 센서에서 읽힌 가스량을 정량적으로 나타내 보이는 가스검출기와; 상기 센서의 일측에 설치되어 가스 누출시 상기 연료전지 스택의 분리판 중 수리되어야 할 분리판의 위치를 나타내도록 하는 위치표시바늘;을 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 반복적인 연료전지 스택의 해체와 재 체결 없이 연료전지 스택 파손부분을 한번의 측정으로 찾을 수 있어 작업 시간을 절약할 수 있고, 인적자원을 최소화 할 수 있으며, 수 차례의 연료전지 스택 해체시 발생하는 MEA의 손상을 최소화 할 수 있어 원가절감에 기여할 수 있고, 반복적인 연료전지 스택 해체와 재 체결이 없어 MEA/GDM의 수축/이완 스트레스에 의한 성능 감소를 없앨 수 있는 이점이 있다.
연료전지 스택, 분리판, 가스검출기

Description

연료전지 스택의 파손셀 탐지장치{APPARATUS FOR CHECKING DAMAGED CELL IN THE FUEL CELL STACK}
도 1은 일반적인 연료전지 스택의 구성도.
도 2a 및 도 2b는 종래의 기술에 따른 연료전지 스택의 기밀 테스트 장치를 개략적으로 나타내 보인 구성도.
도 3은 종래의 기술에 따른 연료전지 스택 내의 파손 셀 탐지 절차를 개략적으로 나타내 보인 도면.
도 4는 본 발명에 따른 연료전지 스택의 파손셀 탐지장치의 구성을 개략적으로 나타내 보인 구성도.
도 5는 도 4 센서의 정밀측정덮게를 나타내 보인 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
30. 연료전지 스택
36. 분리판
40. 가스봄베
50. 프레임
51. 센서
52. 가스검출기
53. 위치표시바늘
54. 상하조절 다이얼
60. 스탠드
70. 정밀측정덮게
본 발명은 연료전지 스택의 파손셀 탐지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수축/이완 스트레스 최소화로 연료전지 스택 성능과 연료전지 스택 기밀 평가 작업의 간편화로 편의성을 각각 향상시키고, 연료전지 스택 수리 공정을 축소시키며, 원가절감을 이루기 위한 연료전지 스택의 파손셀 탐지장치에 관한 것이다.
연료전지(Fuel Cell)는 크게 전기화학 반응을 일으키는 전극과 반응에 의해 발생된 수소이온을 전달하는 전해질 막, 이러한 전극과 전해질을 지지하는 분리판으로 이루어져 있다. 고분자 전해질 연료전지는 다른 형태의 연료전지에 비해 효율이 높고, 전류밀도 및 출력 밀도가 크며 시동시간이 짧은 동시에 고체 전해질을 쓰기 때문에 부식 및 전해질 조절이 필요 없는 장점을 가지고 있다.
또한 배기가스로 순수 물만을 배출하는 친환경적인 동력원이기 때문에 현재 전 세계 자동차 업계에서 활발한 연구가 진행 중에 있다.
이와 같은 고분자 전해질 연료전지는 수소와 산소의 전기 화학적 반응을 통해 물과 열을 발생시키면서 전기를 발생하는 장치이다. 공급된 수소가 애노드 (Anode) 전극의 촉매에서 수소이온과 전자로 분리되고, 분리된 수소이온은 전해질막을 통해 캐소드(Cathode)로 넘어가게 되며, 이때 공급된 산소와 외부 도선을 타고 들어온 전자와 결합하여 물을 생성하면서 전기에너지를 발생시킨다. 이렇게 발생되는 이론 전위는 약 1.3V이며 반응식은 다음과 같다.
애노드 : H2 --> 2H+ + 2e
캐소드 : 1/2 O2 + 2H+ + 2e --> H2O
실제 자동차용 연료전지에서는 위에서 나타난 전위보다 더 큰 전위를 필요로 하는데, 더 높은 전위를 얻기 위해서는 개별 단위전지를 필요한 전위만큼 적층하여야 한다. 이렇게 적층한 것을 연료전지 스택(Fuel Cell Stack)이라 하고, 이 연료전지 스택의 모형도가 도 1에 도시되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 연료전지는 엔드플레이트(End plate)(11), 그래파이트(graphite) 분리판(12), 가스켓 및 MEA(Membrane-Electrode Assembly)(13)로 구성되며, 볼트나 체결밴드(14)를 이용하여 체결함으로 연료전지 스택(10)이 완성된다.
이러한 연료전지 스택(10)을 안정적으로 운전하기 위해서는 수소가 흐르는 부분(Anode), 공기가 흐르는 부분(Cathode), 냉각수가 흐르는 부분(Coolant)이 완전히 독립되어야 한다. 연료전지 스택(10) 제작 후 각 부분이 완전히 독립되어 있는 가 확인하기 위해 공기를 이용한 기밀 테스트를 하게 되고, 만약 한 부분에서 다른 한 부분으로 가스가 새거나, 연료전지 스택(10) 내부에서 외각으로 가스가 샐 경우 제작된 연료전지 스택(10)을 풀어 기밀이 안된 MEA(13)나 분리판(12)을 찾아 새로운 부품으로 교체해야 된다.
도 2a 및 도 2b는 기존 연료전지 스택(10) 기밀테스트 장치를 나타내 보인 것이다.
특히 도 2a는 외각 기밀테스트 장치이고, 도 2b는 크로스오버 기밀테스트 장치이다. 체결볼트나 엔드플레이트(11) 등의 체결기구를 이용하여 일정 압력으로 체결된 연료전지 스택(10)을 기밀 테스트 할 때, 첫 번째로 외각 기밀은 연료전지 스택(10) 내(Anode, Cathode, Coolant)와 연결되어 있는 새니터리 피팅(15)을 통해 30psi 정도의 일정 압력으로 봄베(16)를 이용 공기를 집어넣은 후, 분리판(12)이나, 분리판(12) 사이에 있는 가스켓, MEA(13) 부분으로 가스가 새는지 확인을 통해 기밀 여부를 판단하게 된다.
상기 분리판(12)과 MEA(13)가 초기부터 손상되어 있는 경우와, 분리판(12)이 체결하는 동안 깨지거나, 분리판(12) 사이에 들어가는 가스켓, MEA(13), GDM이 올바른 위치에 놓이지 않을 경우에 연료전지 스택(10) 외각부분으로 가스가 새게 되고, 이를 봄베(16) 가스 레귤레이터를 통한 가스 압력강하나, 연료전지 스택(10) 외부에 스누프 액을 뿌려줌으로써 육안 검수로 찾을 수 있다. 이러한 외각 기밀평가는 쉽게 한번에 이루어지며, 따라서 손상된 부분을 쉽게 찾을 수 있다.
두 번째로 크로스오버 기밀은 애노드, 캐소드, 쿨런트의 3부분 중 한 부분으로만 수 psi의 압력으로 공기를 집어넣고 나머지 부분으로 새는 가스량을 측정함으로 이루어진다. 기밀이 유지되지 않을 경우, 새는 가스량이 일반적으로 분당 수 ml이므로 도 2b에서와 같이 버블 플로우미터(bubble flowmeter)(17)를 이용하여 측 정한다. 가스가 새는 원인으로는 MEA 제조시 불량으로 생긴 핀홀(pin hole), 분리판(12)의 균열, 스택킹 도중 가스켓이나 GDM의 위치 이동 등으로 인해 일어날 수 있다.
만약 완전한 기밀이 해결되지 않은 체 연료전지 스택(10)이 운전된다면, 애노드로 흐르는 수소와 캐소드로 흐르는 공기가 만나서 반응하여 불꽃을 일으킴으로 MEA(13)나 연료전지 스택(10)을 손상시킬 수 있고, 외각으로 수소 가스가 샐 경우, 위험한 상황을 초래할 수 있다.
종래의 크로스 오버 기밀 테스트 방법은 도 3에서와 같이, 여러 차례의 시행 착오법으로 테스트하게 되는데, 그 절차를 설명하면 다음과 같다.
우선, 체결밴드(14)에 의해 체결되어 있는 연료전지 스택(10)을 외각 기밀 평가와 크로스오버 기밀 평가한다.(단계A) 그리고 외각 기밀이 안될 경우에는 해당 부분에 표시를 한 후 파손된 부분만 교체한다.(단계B)
또한 크로스오버 기밀유지가 안되었을 때에는 체결되어 있는 연료전지 스택(10)을 반으로 분리한다.(단계C) 예컨대, 120셀의 경우 60셀로 나눈다. 이렇게 반으로 나누어진 첫 부분의 상단에 연료전지 스택(10)용 엔드플레이트(11) 대신 기밀 테스트용 엔드플레이트를 올려놓고 기존 연료전지 스택(10) 체결압과 동일한 체결력으로 프레스를 이용하여 누른다.(단계D)
또한　엔드플레이트(11)에 붙어있는 새니터리 피팅(15)을 공기 봄베(16)와 연결한 후, 애노드 부분에 수 psi의 공기를 집어넣으면서 캐소드, 쿨런트 부분으로 가스가 새는지 측정한다.(단계E)
이어서, 동일한 방법으로 캐소드와 쿨런트 부분도 시행함으로 기밀 여부를 판별한다.(단계F) 그리고 나머지 반 부분(60셀)의 부분도 동일한 방법으로 실시한다.(단계G)
그리고 가스가 새는 부분(60셀)에 대해 상기 단계C와 동일한 방법으로 반씩(30셀) 나누어 상기 단계 E, F 절차와 동일한 방법으로 기밀평가를 한다.(단계H)
상기와 같은 방법을 가스가 새는 부분을 찾을 때까지 반복한다.(단계I)
이와 같이 종래의 방법은, 손상된 셀을 찾기 위해 동일한 방법의 기밀 테스트를 십여차례 반복해야 함으로, 많은 시간이 필요하며 수작업으로 이루어지므로 많은 인적 자원이 필요하여 경제적이지 못하다.
또한 연료전지 스택(10)을 계속적으로 반씩 나누어 기밀 테스트하는 과정에서 MEA(13)가 공기 중에 장시간 방치되게 되는데 만약 실내 환경 조건에 따라 MEA(13)의 수축을 초래해 재 체결시 분리판(12) 크기와 차이를 보여 쓰지 못하게 된다.
그리고 십여차례 체결과 해체의 반복에 의한 압축/이완 스트레스로 인해 MEA(13)와 GDM에 손상을 줄 수 있어, 재 채결 후 성능 평가 시 낮은 성능을 나타낼 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 연료전지 스택 파손 부분을 한번의 측정으로 찾을 수 있도록 하여 MEA/GDM의 수축/이완 스트레스에 의한 성능 감소를 없애도록 한 연료전지 스택의 파손셀 탐지장치를 제 공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연료전지 스택의 파손셀 탐지장치는, 다수개의 새니터리 피팅과, 매니폴드가 구비된 연료전지 스택과; 상기 연료전지 스택과 가스라인을 통해 연결된 가스봄베와; 상기 연료전지 스택의 일측에 설치되어 상기 연료전지 스택으로부터 누출되는 가스를 검출하는 센서와; 상기 센서와 연결 설치되어 상기 센서에서 읽힌 가스량을 정량적으로 나타내 보이는 가스검출기와; 상기 센서의 일측에 설치되어 가스 누출시 상기 연료전지 스택의 분리판 중 수리되어야 할 분리판의 위치를 나타내도록 하는 위치표시바늘;을 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 4에는 본 발명에 따른 연료전지 스택의 파손셀 탐지장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 연료전지 스택의 파손셀 탐지장치는, 다수개의 새니터리 피팅 예컨대, 애노드/쿨런트/캐소드 새니터리 피팅(31,32,33)과, 매니폴드(34,35)가 구비된 연료전지 스택(30)과, 이 연료전지 스택(30)과 가스라인(41)을 통해 연결된 가스봄베(40)와, 상기 연료전지 스택(30)의 일측에 설치되어 연료전지 스택(30)으로부터 누출되는 가스를 검출하는 센서(51)와, 이 센서(51)와 연결 설치되어 센서(51)에서 읽힌 가스량을 정량적으로 나타내 보이는 가스검출기 (52)와, 상기 센서(51)의 일측에 설치되어 가스 누출시 연료전지 스택(30)의 분리판(36) 중 수리되어야 할 분리판(36)의 위치를 나타내도록 하는 위치표시바늘(53)을 포함하여 구성된다.
그리고 상기 센서(51)와, 가스검출기(52) 및 위치표시바늘(53)은 일체형으로 된 프레임(50)에 설치된다. 또한 상기 프레임(50) 및 연료전지 스택(30)은 그 저부에 설치된 스탠드(60)에 고정 설치된다.
그리고 상기 가스검출기(52)는 프레임(50)의 일측에 설치된 상하조절 다이얼(54)에 의해 상하로 승강되게 작동되고, 상기 위치표시바늘(53)은 센서(51)와 동일한 높이로 설치된다.
또한 상기 가스검출기(52)와 센서(51)는 일체형으로 구비되고, 상기 센서(51)의 하단부는 연료전지 스택(30)의 매니폴드(34,35) 내부로 이동이 가능하도록 매니폴드(34,35) 보다 작게 형성된 다.
그리고 상기 센서(51)에는 센서(51)로 가스가 유입되어 가스 누출을 보다 정밀하게 측정이 이루어지도록 하는 정밀측정덮게(70)가 설치된다. 이 상기 정밀측정덮게(70)는, 상기 센서(51)가 결합되기 위한 결합구(71)가 상부에 형성되어 있고, 이 결합구(71)와 연통되게 그 하단부에 가스가 유입되도록 가스유입구(72)가 형성되어 있으며, 상기 결합구(71)와 가스유입구(72)는 일정한 각도로 꺾여지며 형성된다.
한편, 본 발명에 사용할 수 있는 상기 가스봄베(40) 내의 가스는, 가스검출기(52)로 검출할 수 있으면서 실험시 안전도가 높은 헬륨, 아르곤 또는 소량의 수 소 중 어느 하나의 가스를 쓸 수 있다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 연료전지 스택의 파손셀 탐지장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
도면을 다시 참조하면, 본 발명에 따른 연료전지 스택의 파손셀 탐지장치는, 연료전지 스택(30)의 기밀성 평가를 위해 가스검출기(52)를 이용한 기밀테스트 장치와 그것을 이용한 연료전지 스택(30) 수리 절차를 나타낸 것으로, 기존의 연료전지 스택(30) 파손여부 판단 방법과 비교하여 십여 차례의 연료전지 스택(30) 해체와 재 체결 없이, 한번의 측정으로 연료전지 스택(30)내 파손부분을 찾을 수 있다.
따라서 상기 연료전지 스택(30) 수리 시간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 연료전지 스택(30)내 단품인 MEA와 GDM에도 반복적인 해체와 재체결에 의한 압축/이완 스트레스를 주지 않아 높은 연료전지 스택(30) 성능을 기대할 수 있다.
그리고 체결기구의 조립을 통해 완성된 연료전지 스택(30)을 기존의 방법으로 기밀테스트를 했을 때, 외각기밀 테스트의 경우는 한번의 테스트로 쉽게 파손부위를 찾아 낼 수 있다.
이를 보다 구체적으로 설명한다.
상기 가스검출기(52)는 센서(51)에서 읽힌 가스량을 정량적으로 나타내는 것으로 ppm단위의 측정이 가능하고, 사용되는 가스 종류에 따라 다른 가스검출기(52)를 사용할 수 있다. 또한 상기 가스검출기(52)는 스탠드(60)에 고정되고 상하조절 다이얼(54)을 통해 자유롭게 상하로 이동할 수 있다.
그리고 이 가스검출기(52) 아래에는 위치표시바늘(53)이 배치되는데, 이것은 센서(51)와 동일한 높이에 설치하여 가스 누출시 수리되어야 할 분리판(36)의 위치를 나타낸다. 상기 가스검출기(52) 단부에 설치된 센서(51)는 가스검출기(52)와 일체화되어 있는 것으로 사용되는 가스를 검출할 수 있다.
또한 상기 센서(51) 부분은 연료전지 스택(30)의 매니폴드(34,35) 보다 작아 매니폴드(34,35) 내부로 자유롭게 이동이 가능하여야 한다.
그리고 새는 가스의 정밀한 측정을 위해 도 5에 도시된 바와 같이, 가스 누출 부분으로 구멍이 있는 정밀측정덮게(70)를 센서(51) 부분에 부착하여 사용할 수 있다.
한편, 일반적으로 연료전지 스택의 내부는 총 6개의 매니폴드가 있는데, 각 대각선으로 2개씩 연결되어 있다. 각각의 매니폴드를 애노드 매니폴드, 캐소드 매니폴드, 쿨런트 매니폴드로 부르고, 실제 운전시 수소, 공기, 냉각수가 각 부분으로 흐르게 된다.
연료전지 스택 기밀 테스트시 가스봄베(40)는 3개의 매니폴드 부분 중 어느 한 부분으로 가스 공급 라인을 통해 가스를 공급하고, 다른 부분으로 그 가스가 나오는지 검출하게 되는데, 본 발명에서는 상기 가스검출기(52)를 통해 새는 가스의 검출 작업이 이루어진다.
그리고 도 4에 도시된 바와 같이, 가스라인(41)을 애노드 새니터리 피팅(31)에 연결하여 가스를 애노드 매니폴드에 공급할 경우, 위치측정 스탠드(60)에 고정되어 있는 가스검출기(52)를 다른 매니폴드 안에서 상하로 움직여 가스 검출 여부를 통해 연료전지 스택(30)의 파손 상태를 확인할 수 있다. 반면, 연료전지 스택 (30)이 파손되지 않았을 경우에는 가스검출기(52)를 통해 가스가 검출되지 않을 것이다.
하지만, 만약 연료전지 스택(30)이 일부분 파손되어 있다면 가스가 새어나와 가스검출기(52)의 알람이 표시되게 될 것이다. 이때 센서(51)를 상하로 조심스럽게 운전하게 되면 파손된 부분에서 가장 높은 누출량을 보이게 될 것이고 위치 측정 스탠드(60)에 고정되어 있는 위치표시바늘(53)이 그 분리판(36)이나 MEA를 가리키게 될 것이다.
같은 방법으로 가스를 다른 매니폴드(34,35) 부분에 연결하여 동일한 방법으로 측정하게 되면 연료전지 스택(30)의 파손된 부분을 손쉽게 찾아낼 수 있다.
연료전지 스택(30)내 파손부분을 찾은 후, 연료전지 스택(30) 수리 절차는 다음과 같다.
첫째,　파손부분을 표시한 후 연료전지 스택(30) 체결기구를 풀러 연료전지 스택(30)을 이완시켜 체결기구를 제거한다. 그리고 파손부분의 바로 위까지 연료전지 스택(30)을 들어 기존 연료전지 스택(30)을 두 분으로 나눈다. 이어서, 파손된 부위를 새로운 MEA와 분리판(36)으로 교체한 후 두 부분을 다시 재결합시킨다.
이렇게 재결합시킨 연료전지 스택(30)을 체결기구를 이용하여 재조립한다. 완성된 연료전지 스택(30)을 다시 기밀테스트 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 연료전지 스택의 파손셀 탐지장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.
반복적인 연료전지 스택의 해체와 재 체결 없이 연료전지 스택 파손부분을 한번의 측정으로 찾을 수 있어 작업 시간을 절약할 수 있다.
그리고 반복적인 연료전지 스택 해체와 재 체결은 많은 인적자원이 소요되나 본 발명은 한번에 측정이 이루어지므로 인적자원을 최소화 할 수 있다.
또한 수 차례의 연료전지 스택 해체시 발생하는 MEA의 손상을 최소화 할 수 있어 원가절감을 할 수 있다.
그리고 반복적인 연료전지 스택 해체와 재 체결이 없어 MEA/GDM의 수축/이완 스트레스에 의한 성능 감소를 없앨 수 있다. 즉, 수축/이완 스트레스 최소화로 연료전지 스택의 성능을 향상시킬 수 있다.
그리고 연료전지 스택의 기밀 평가 작업의 간편화로 편의성을 향상시킬 수 있고, 연료전지 스택의 수리 공정을 축소시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 다수개의 새니터리 피팅과, 매니폴드가 구비된 연료전지 스택과;
    상기 연료전지 스택과 가스라인을 통해 연결된 가스봄베와;
    상기 연료전지 스택의 일측에 설치되어 상기 연료전지 스택으로부터 누출되는 가스를 검출하는 센서와;
    상기 센서와 연결 설치되어 상기 센서에서 읽힌 가스량을 정량적으로 나타내 보이는 가스검출기와;
    상기 센서의 일측에 설치되어 가스 누출시 상기 연료전지 스택의 분리판 중 수리되어야 할 분리판의 위치를 나타내도록 하는 위치표시바늘;을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 파손셀 탐지장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서와, 상기 가스검출기 및 상기 위치표시바늘은 일체형으로 된 프레임에 설치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 파손셀 탐지장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프레임 및 상기 연료전지 스택은 그 저부에 설치된 스탠드에 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 파손셀 탐지장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 가스검출기는 상기 프레임의 일측에 설치된 상하조절 다이얼에 의해 상하로 승강되게 작동되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 파손셀 탐지장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 위치표시바늘은 상기 센서와 동일한 높이로 설치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 파손셀 탐지장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가스검출기와 상기 센서는 일체형으로 구비된 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 파손셀 탐지장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 센서의 하단부는 상기 연료전지 스택의 상기 매니폴드 내부로 이동이 가능하도록 상기 매니폴드보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 파손셀 탐지장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 센서에는 상기 센서로 가스가 유입되어 가스 누출을 보다 정밀하게 측정이 이루어지도록 하는 정밀측정덮게가 설치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스 택의 파손셀 탐지장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 정밀측정덮게는,
    상기 센서가 결합되기 위한 결합구가 상부에 형성되어 있고, 상기 결합구와 연통되게 그 하단부에 가스가 유입되도록 가스유입구가 형성되어 있으며, 상기 결합구와 상기 가스유입구는 일정한 각도로 꺾여지며 형성된 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 파손셀 탐지장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 가스봄베 내의 가스는, 헬륨, 아르곤, 또는 소량의 수소 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 파손셀 탐지장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100837904B1 (ko) 2007-05-25 2008-06-13 현대자동차주식회사 자동차용 연료전지스택의 자동조립장치 및 방법
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Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08185879A (ja) * 1994-12-27 1996-07-16 Fuji Electric Co Ltd 燃料電池単セルの極間ガス漏洩透過の検出方法
JP4038936B2 (ja) 1999-07-05 2008-01-30 トヨタ自動車株式会社 漏洩試験装置、および漏洩試験方法
JP3564364B2 (ja) 2000-05-18 2004-09-08 中部電力株式会社 固体電解質燃料電池

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114235303A (zh) * 2021-12-01 2022-03-25 深圳众为氢能科技有限公司 一种电堆气密性检测控制装置

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