JP2010103071A - 電流測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】抵抗体を有して構成された電流測定部を備える電流測定装置において、電流測定精度を向上させる。
【解決手段】抵抗体を、第１電極１１１側に電気的に接続される第１抵抗部１２１、１２６ａと、第２電極１４１側に電気的に接続される第２抵抗部１３１、１２６ｂとを含んで構成し、第１抵抗部１２１、１２６ａと第２抵抗部１３１、１２６ｂを、第１抵抗部１２１、１２６ａにおける電流流れ方向と第２抵抗部１３１、１２６ｂにおける電流流れ方向とが互いに並行、かつ、反対方向となるように対向配置する。これにより、第１抵抗部１２１、１２６ａと第２抵抗部１３１、１２６ｂとで電流の流れ方向が反対方向となるため、それぞれを流れる電流が作る磁界を互いに打ち消し合うように作用させることができ、高周波電流による抵抗体のインダクタンスの影響を低減することができる。その結果、電流測定装置の測定精度を向上させることができる。
【選択図】図４

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。

従来、特許文献１に、電気エネルギを出力する複数のセルを積層配置して構成された燃料電池に適用されて、この燃料電池の内部を流れる電流を測定する電流測定装置が開示されている。この特許文献１の電流測定装置は、隣合うセルのうち一方のセルに電気的に接触する第１電極、他方のセルに電気的に接触する第２電極、および、第１電極と第２電極とを電気的に接続する板状の抵抗体を有して構成された電流測定部を備えている。

そして、電流測定部の第１電極と抵抗体とを接続する第１接続部および抵抗体と第２電極とを接続する第２接続部間の電位差を電流測定用電圧センサで検出し、検出された電位差を抵抗体の電気抵抗値で除することによって、燃料電池の内部を流れる電流を測定している。
特開２００７−２８０６４３号公報

ところで、特許文献１の電流測定装置を燃料電池の交流インピーダンスを計測するための電流検出手段として用いると、燃料電池に印加する交流電流が高周波になると、交流インピーダンスを正確に計測できないといった問題があった。

そこで、本発明者らがこの原因を調査したところ、高周波電流が電流測定装置内の抵抗体の電流経路を流れると、抵抗体の電流経路に生じる磁束の逆起電力によってインダクタンスが発生し、そのインダクタンスの影響が無視できないことが判明した。つまり、この電流測定装置内の抵抗体の有するインダクタンスの影響によって、特許文献１の電流測定装置では、実際に流れる高周波電流に対して大きな誤差を生じ、正確な電流測定ができなくなることが分かった。

本発明は、上記点に鑑み、抵抗体を有して構成された電流測定部を備える電流測定装置において、高周波電流によるインダクタンスの影響を低減して電流測定精度を向上させることを目的とする。

本発明、上記目的を達成するために案出されたもので、請求項１に記載の発明では、酸化剤ガスと燃料ガスとを電気化学反応させて電気エネルギを出力する複数のセル（１０ａ）を積層配置して構成された燃料電池（１０）に適用され、燃料電池（１０）の内部を流れる電流を測定する電流測定装置であって、隣合うセル（１０ａ）間に配置されて、隣合うセル（１０ａ）のうち一方のセルに電気的に接触する第１電極（１１１）、隣合うセル（１０ａ）のうち他方のセルに電気的に接触する第２電極（１４１）、および第１電極（１１１）と第２電極（１４１）とを電気的に接続するとともに予め定めた電気抵抗値を有する抵抗体を有する１つ以上の電流測定部（１０１）と、抵抗体の２点間の電位差を検出する電位差検出手段（１０２）と、抵抗体の２点間の抵抗値と電位差検出手段（１０２）によって検出された検出電位差とを用いて、セル（１０ａ）を流れる電流値を検出する電流値検出手段（５１）とを備え、抵抗体は、第１電極（１１１）側に電気的に接続される第１抵抗部（１２１、１２６ａ）と、第２電極（１４１）側に電気的に接続される第２抵抗部（１３１、１２６ｂ）とを有し、第１抵抗部（１２１、１２６ａ）と第２抵抗部（１３１、１２６ｂ）は、第１抵抗部（１２１、１２６ａ）における電流流れ方向と第２抵抗部（１３１、１２６ｂ）における電流流れ方向とが互いに並行、かつ、反対方向となるように対向配置されていることを特徴とする。

これによれば、抵抗体を流れる電流の流れ方向が第１抵抗部（１２１、１２６ａ）と第２抵抗部（１３１、１２６ｂ）とで反対方向となるように対向して配置されているため、抵抗体の電流経路を高周波電流が流れる場合、電流が作る磁界も反対方向となり、互いに打ち消し合うように作用する。従って、高周波電流による抵抗体のインダクタンスの影響を低減することができ、電流測定装置（１００）の測定精度を向上させることができる。

具体的には、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載の発明において、第１抵抗部（１２１）と第２抵抗部（１３１）は、抵抗体接続部（１０１ａ）を介して電気的に接続されるとともに、第１抵抗部（１２１）と第２抵抗部（１３１）の間に絶縁層が設けられており、第１抵抗部（１２１）は、絶縁層における第１電極（１１１）側に配置され、第２抵抗部（１４１）は、絶縁層における第２電極（１４１）側に配置される構成とすることができる。

また、請求項３に記載の発明のように、請求項２に記載の発明において、絶縁層は、第１抵抗部（１２１）と第２抵抗部（１３１）とを接着する薄膜状の絶縁性接着剤（１２４）であることを特徴とする。

これによれば、第１抵抗部（１２１）と第２抵抗部（１３１）との間隔を狭くすることができ、各抵抗部（１２１、１３１）を流れる電流が作る磁界同士をより効果的に打ち消すことができる。

また、請求項４に記載の発明のように、請求項２または３に記載の発明において、電位差検出手段（１０２）を第１抵抗部（１２１）と第２抵抗部（１３１）のうち一方の抵抗部における２点間の電位差を検出するように構成してもよい。

これによれば、電流測定部（１０１）における抵抗体以外の電流が流れる構成、すなわち、抵抗体接続部（１０１ａ）等で発生するインダクタンスの影響を低減することができ、電流測定装置（１００）の測定精度をさらに向上させることができる。

また、請求項５に記載の発明では、請求項２ないし４のいずれか１つに記載の発明において、第１電極（１１１）は、第１プリント基板（１１０）に配置され、第２電極（１４１）は、第２プリント基板（１４０）に配置され、第１プリント基板（１１０）および第２プリント基板（１４０）は、少なくとも第１抵抗部（１２１）および第２抵抗部（１３１）を挟み込んだ状態で積層基板として一体に結合され、電流測定部（１０１）は、第１抵抗部（１２１）および第２抵抗部（１３１）の間を境に第１電極（１１１）側の構成と第２電極（１４１）側の構成とが対称となるように設けられていることを特徴とする。

これによれば、第１抵抗部（１２１）および第２抵抗部（１３１）の周囲の構成によって生ずる透磁率の変動を抑制することができるため、各抵抗部（１２１、１３１）を流れる電流が作る磁界同士をより効果的に打ち消すことができる。

また、請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の発明において、第１プリント基板（１１０）と第２プリント基板（１４０）との間には、第１電極（１１１）と第１抵抗部（１２１）とを電気的に接続する第１接続部（１０１ｂ）を電位差検出手段（１０２）に接続するための配線パターン（１２２）、および第２電極（１４１）と第２抵抗部（１３１）とを電気的に接続する第２接続部（１０１ｃ）を電位差検出手段（１０２）に接続するための配線パターン（１３２）が設けられた一対のプリント基板（１２０、１３０）が配置され、一対のプリント基板（１２０、１３０）は、第１抵抗部（１２１）および第２抵抗部（１３１）を挟んで配置され、配線パターン（）が第１抵抗部（１２１）および第２抵抗部（１３１）の間を境に対称となるように設けられていることを特徴とする。

これによれば、第１抵抗部（１２１）および第２抵抗部（１３１）の近傍の配線パターンによって生ずる透磁率の変動を抑制できるため、各抵抗部（１２１、１３１）を流れる電流が作る磁界同士をより効果的に打ち消すことができる。

また、請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の発明において、一対のプリント基板（１２０、１３０）のうち第１電極（１１１）側のプリント基板（１２０）と第１プリント基板（１１０）との間、および第２電極（１４１）側のプリント基板（１３０）と第２プリント基板（１４０）との間には、それぞれ強磁性体（１２５、１３５）が配置されていることを特徴とする。

これによれば、配線パターンが形成された一対のプリント基板（１２０、１３０）と各電極（１１１、１４１）との間に配置された強磁性体（１２５、１３５）を磁気シールドとして作用させることができるため、外界で発生した磁界ノイズによる電流測定部（１０１）への影響を低減させることができる。

また、請求項８に記載の発明では、請求項６または７に記載の発明において、同一の前記隣合うセル（１０ａ）間に複数の電流測定部（１０１）が配置され、複数の電流測定部（１０１）の間には、異なる電流測定部（１０１）における配線パターン同士を電気的に分断するギャップ（１０３）が設けられていることを特徴とする。

このように、複数の電流測定部（１０１）は、異なる電流測定部（１０１）間における配線パターン同士をギャップ（１０３）によって電気的に分断する構成であるため、電流測定部（１０１）近傍における磁界ノイズの影響を抑制することができる。

また、請求項９に記載の発明では、請求項２ないし７に記載の発明において、複数の電流測定部（１０１）が配置され、複数の電流測定部（１０１）は、隣合う電流測定部（１０１）における第１抵抗部（１２１）および第２抵抗部（１３１）を流れる電流の流れ方向が反対方向となるように配置されていることを特徴とする。

このように、隣合う電流測定部（１０１）における第１抵抗部（１２１）および第２抵抗部（１３１）を流れる電流の流れ方向を反対方向となるように配置することで、隣合う電流測定部（１０１）間で生ずる磁界ノイズの影響を抑制することができる。

また、請求項１０に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、抵抗体（１２６）は、第１電極（１１１）と第２電極（１４１）との並び方向に直交する板面を有する板状部材で構成され、第１抵抗部（１２６ａ）と第２抵抗部（１２６ｂ）とを接続する接続抵抗部（１２６ｃ）を有し、さらに、第１抵抗部（１２６ａ）と第２抵抗部（１２６ｂ）との間に絶縁部が形成されており、第１抵抗部（１２６ａ）、第２抵抗部（１２６ｂ）、および接続抵抗部（１２６ｃ）は、抵抗体の同一板面上に配置されていることを特徴とする。

このように、抵抗体である第１抵抗部（１２６ａ）、第２抵抗部（１２６ｂ）、および接続抵抗部（１２６ｃ）を抵抗体の同一板面上に配置することで、電流測定部（１０１）における第１電極（１１１）と第２電極（１４１）との並び方向、すなわちセル（１０ａ）の積層方向の寸法を小さくすることができる。

また、請求項１１に記載の発明では、請求項１０に記載の発明において、抵抗体（１２６）は、金属箔で構成され、絶縁部は、第１抵抗部（１２６ａ）と第２抵抗部（１２６ｂ）との間の金属箔を除去して形成されたスリット部（１２７）であることを特徴とする。

このように、抵抗体の第１抵抗部（１２６ａ）と第２抵抗部（１２６ｂ）との間にスリット部（１２６ｃ）を形成することで、第１抵抗部（１２６ａ）における電流流れ方向と第２抵抗部（１２６ｂ）における電流流れ方向とを反対方向にすることができるため、電流測定部（１０１）の抵抗体を簡易な構成とすることができる。

また、請求項１２に記載の発明では、請求項１０または１１に記載の発明において、同一の隣合うセル（１０ａ）間に複数の電流測定部（１０１）が配置され、複数の電流測定部（１０１）は、隣合う電流測定部（１０１）における第１抵抗部（１２６ａ）、第２抵抗部（１２６ｂ）、および接続抵抗部（１２６ｃ）のうち互いの電流流れ方向が並行で、かつ、互いの電流流れ方向に直交する方向に対向する部位における電流流れ方向が反対方向となるように配置されていることを特徴とする。

これによれば、電流測定装置において、隣合う電流測定部（１０１）間で生ずる磁界ノイズの影響を抑制することができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図６に基づいて説明する。図１は、本実施形態の電流測定装置１００を適用した燃料電池システムの全体構成図である。この燃料電池システムは、電気自動車の一種である、いわゆる燃料電池車両に適用されており、車両走行用電動モータ等の電気負荷に電力を供給するものである。

まず、燃料電池システムは、図１に示すように、水素と酸素との電気化学反応を利用して電力を発生する燃料電池１０を備えている。燃料電池１０は、図示しない車両走行用電動モータ、二次電池、車両用各種補機類等の電気負荷に供給される電気エネルギを出力するもので、本実施形態では、固体高分子電解質型燃料電池を採用している。

より具体的には、燃料電池１０は、基本単位となる燃料電池セル１０ａ（以下、単にセル１０ａと記載する。）が複数個、電気的に直列に接続されて構成されたものである。各セル１０ａでは、以下に示すように、水素と酸素とを電気化学反応させて、電気エネルギを出力する。

（負極側）Ｈ_２→２Ｈ^＋＋２ｅ⁻
（正極側）２Ｈ^＋＋１／２Ｏ_２＋２ｅ⁻→Ｈ_２Ｏ
この燃料電池１０は、図示しないＤＣ−ＤＣコンバータを介して二次電池に電気的に接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータは、燃料電池１０から二次電池あるいは二次電池から燃料電池１０への電力の流れを制御するもので、電圧の大きさに関わらず双方向に電力のやり取りが可能となっている。

さらに、燃料電池１０から出力される電気エネルギは、燃料電池１０の各セル１０ａから出力される電圧を検出するセルモニタ１１、および、燃料電池１０全体として出力される電流を検出する電流センサ１２によって計測される。なお、セルモニタ１１および電流センサ１２の検出信号は、後述する制御装置５０に入力されている。

また、燃料電池１０の空気極（正極）側には、酸化剤ガスである空気（酸素）を燃料電池１０に供給するための空気供給配管２０ａ、並びに、燃料電池１０にて電気化学反応を終えた余剰空気および空気極で生成された生成水を燃料電池１０から外気へ排出するための空気排出配管２０ｂが接続されている。

空気供給配管２０ａの最上流部には、大気中から吸入した空気を燃料電池１０に圧送するための空気ポンプ２１が設けられ、空気排出配管２０ｂには、燃料電池１０内の空気の圧力を調整するための空気調圧弁２３が設けられている。

さらに、空気供給配管２０ａおよび空気排出配管２０ｂには、空気調圧弁２３から流出した空気の有する湿度（水蒸気）を空気ポンプ２１から圧送された空気へ移動させるための加湿器２２が設けられている。この加湿器２２は、複数本の中空糸にて構成されており、燃料電池１０へ供給される空気を加湿する機能を果たす。

燃料電池１０の水素極（負極）側には、燃料ガスである水素を燃料電池１０に供給するための水素供給配管３０ａ、水素極側に溜まった生成水を微量な水素とともに燃料電池１０から外気へ排出するための水素排出配管３０ｂが接続されている。さらに、水素供給配管３０ａおよび水素排出配管３０ｂは、水素循環配管３０ｃを介して接続されている。

水素供給配管３０ａの最上流部には、高圧水素が充填された高圧水素タンク３１が設けられ、水素供給配管３０ａにおける高圧水素タンク３１と燃料電池１０との間には、燃料電池１０に供給される水素の圧力を調整する水素調圧弁３２が設けられている。

水素排出配管３０ｂには、生成水を微量な水素とともに外気へ排出するために所定の時間間隔で開閉する電磁弁３４が設けられている。なお、上述の電気化学反応では、水素極側において生成水は発生しないものの、水素極側には、酸素極側から各セル１０ａの電解質膜を透過した生成水が溜まるおそれがある。そこで、本実施形態では、水素排出配管３０ｂおよび電磁弁３４を設けている。

水素循環配管３０ｃは、水素供給配管３０ａの水素調圧弁３２下流側と水素排出配管３０ｂの電磁弁３４上流側とを接続するように設けられている。これにより、燃料電池１０から流出した未反応の水素を、燃料電池１０に循環させて再供給している。また、水素循環配管３０ｃには、水素流路３０内で水素を循環させるための水素ポンプ３３が配置されている。

ところで、燃料電池１０は発電効率を確保するために運転中一定温度（例えば８０℃程度）に維持する必要がある。このため、燃料電池１０には、燃料電池１０を冷却するための冷却水回路４０が接続されている。この冷却水回路４０には、燃料電池１０に冷却水（熱媒体）を循環させるウォータポンプ４１、電動ファン４２を備えたラジエータ（放熱器）４３が設けられている。

さらに、冷却水回路４０には、冷却水を、ラジエータ４３を迂回するように流すバイパス流路４４が設けられている。冷却水回路４０とバイパス流路４４との合流点には、バイパス流路４４に流れる冷却水流量を調整するための流路切替弁４５が設けられている。この流路切替弁４５の弁開度が調整されることによって、冷却水回路４０の冷却能力が調整される。

また、冷却水回路４０の燃料電池１０の出口側近傍には、燃料電池１０から流出した冷却水の温度を検出する温度検出手段としての温度センサ４６が設けられている。この温度センサ４６により冷却水温度を検出することで、燃料電池１０の温度を間接的に検出することができる。なお、この温度センサ４６の検出信号も、制御装置５０に入力される。

制御装置５０は、入力信号に基づいて、燃料電池システムを構成する各種電気式アクチュエータの作動を制御するもので、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータとその周辺回路にて構成されている。

具体的には、制御装置５０の入力側には、上述のセルモニタ１１、電流センサ１２および温度センサ４６の検出信号等の他に、後述する電流測定装置１００の電流検出回路５１から出力される電流信号が入力される。一方、出力側には、上述の空気ポンプ２１、空気調圧弁２３、水素調圧弁３２、水素ポンプ３３、電磁弁３４、ウォータポンプ４１、流路切替弁４５等の各種電気式アクチュエータが接続されている。

次に、本実施形態の電流測定装置１００の詳細について説明する。電流測定装置１００は、複数の電流測定部１０１が板状部材として一体的に構成された電流測定部集合板１００ａ、各電流測定部１０１の所定部位間の電位差を検出する電流測定用電圧センサ１０２、および、セル１０ａの板面のうち各電流測定部１０１配置箇所に対応する部位の電流を検出して制御装置５０へ出力する電流検出回路５１を備えている。

まず、図２、３により、電流測定部集合板１００ａについて説明する。なお、図２は、燃料電池１０の外観斜視図であり、図３は、電流測定部集合板１００ａの分解図である。図２に示すように、電流測定部集合板１００ａは複数枚設けられており、それぞれ隣合うセル１０ａ間に配置されている。

さらに、図３に示すように、本実施形態の電流測定部集合板１００ａは、配線パターンが形成（プリント）された第１プリント基板１１０、第２プリント基板１４０、第３プリント基板１２０、および第４プリント基板１３０の４枚のプリント基板を有している。そして、これらのプリント基板１１０〜１４０は、それぞれ薄膜状の絶縁性接着剤を介在させた状態で、ホットプレスによって一体化された積層基板として構成されている。

なお、第１〜第４プリント基板１１０〜１４０としては、一般的なガラスエポキシ基板を採用できる。また、積層基板として構成された電流測定部集合板１００ａのうち、対向する２辺（図３では、左右両辺）の近傍には、それぞれ積層基板の表裏を貫通する貫通穴が３つ形成されている。これらの貫通穴は、セル１０ａを積層した際に、空気、水素および冷却水を流通させるためのマニホールドとして機能する。

さらに、両側のマニホールドの間には、複数の電流測定部１０１が、直交する二方向にマトリックス状（格子状）に配置されている。より具体的には、本実施形態の電流測定部１０１は、図３に示すように、紙面上下方向に６個、紙面左右方向に７個のマトリックス状に配置されている。

つまり、本実施形態では、電流測定部１０１が、同一の隣合うセル１０ａ間に複数配置されている。これにより、複数個の電流測定部１０１が電流測定部集合板１００ａの板面の全体に渡って配置されることになるので、本実施形態の電流測定装置１００では、セル１０ａの面内における電流密度分布を測定することができる。

電流測定部１０１は、隣合うセル１０ａのうち一方のセル１０ａに電気的に接触する第１電極１１１、隣合うセル１０ａのうち他方のセル１０ａに電気的に接触する第２電極１４１、および、第１電極１１１と第２電極１４１とを電気的に接続するとともに予め定めた電気抵抗値を有する抵抗体を有して構成されている。

従って、第１電極１１１および第２電極１４１は一対の電極として構成されて、板状の電流測定部集合板１００ａの両板面に配置されることになる。具体的には、第１電極１１１は、第１プリント基板１１０における一方のセル１０ａに対向する面（図３の紙面手前側）に配置され、第２電極１４１は、第２プリント基板１４０における他方のセル１０ａに対向する面（図３の紙面奥側）に配置されている。

また、抵抗体は、第１電極１１１に電気的に接続される板状の第１抵抗部１２１、および第２電極１４１に電気的に接続される板状の第２抵抗部１３１を有している。そして、第１抵抗部１２１と第２抵抗部１３１が薄膜状の絶縁性接着剤１２４で絶縁された状態で積層基板の積層方向に対向配置されている。

換言すれば、本実施形態の抵抗体は、絶縁性接着剤１２４の第１電極側に配置された第１抵抗部１２１と第２電極側に配置された第２抵抗部１３１とが、互いに並行に対向配置されている。ここで、第１抵抗部１２１と第２抵抗部１３１との対向配置は、第１抵抗部１２１の電流流れ方向に直交する位置に隣接する第２抵抗部１３１が配置されるとともに、第２抵抗部１３１の電流流れ方向に直交する位置に隣接する第１抵抗部１２１が配置される関係を意味している。

具体的には、第１抵抗部１２１は、第３プリント基板１２０のうち第１プリント基板１１０に対向する側の面と反対側（図３の紙面奥側）の面に配置されている。なお、第３プリント基板１２０のうち第１抵抗部１２１が形成されている側と反対側（図３の紙面手前側）の面には、第１電流測定用配線１２２が設けられている。さらに、本実施形態の第３プリント基板１２０の１辺には、第１電流測定用配線１２２が接続された信号取り出し用のコネクタ１２３が設けられている。なお、図３では、第１電流測定用配線１２２を実線で囲まれた斜線で示している。

一方、第２抵抗部１３１は、第４プリント基板１３０のうち第２プリント基板１４０に対向する側の面と反対側（図３の紙面手前側）の面に配置されている。なお、第４プリント基板１３０のうち第２抵抗部１３１が形成されている側と反対側（図３の紙面奥側）の面には、第２電流測定用配線１３２が設けられている。

さらに、本実施形態の第４プリント基板１３０の１辺には、第２電流測定用配線１３２が接続された信号取り出し用のコネクタ１３３が設けられている。なお、図３では、第２電流測定用配線１３２を破線で囲まれた斜線で示している。

また、これらの第１電極１１１、第２電極１４１、第１、第２抵抗部１２１、１３１および第１、第２電流測定用配線１２２、１３２は、金属箔（具体的には銅箔）にて、第１〜第４プリント基板１１０〜１４０に配線パターンとして形成されている。

次に、図４、５により、第１〜第４プリント基板１１０〜１４０の具体的積層態様、並びに、電流測定部１０１を構成する第１電極１１１、第２電極１４１、第１、第２抵抗部１２１、１３１および各電流測定用配線１２２、１３２の電気的接続態様を説明する。なお、図４は、電流測定部１０１の断面図であり、図５は、電流測定部１０１における電流の流れを示す説明図である。

図４に示すように、第１プリント基板１１０と第３プリント基板１２０の間、第３プリント基板１２０と第４プリント基板１３０の間、および第４プリント基板１３０と第２プリント基板１４０の間には、電気絶縁性を有する絶縁性接着剤１１２、１２４、１３４が配置されている。

また、第１〜第４プリント基板１１０〜１４０には、複数の丸孔形状のスルーホール１０１ａが設けられている。また、第１、第３プリント基板１１０、１３０には、第１ブラインドビアホール１０１ｂが設けられ、第４、第２プリント基板１３０、１４０には、第２ブラインドビアホール１０１ｃが設けられている。

このスルーホール１０１ａ、第１、第２ブラインドビアホール１０１ｂ、１０１ｃの内周面には、第１、第２電極１１１、１４１等と同様の金属箔から構成される導電体が形成されている。

そして、第１ブラインドビアホール１０１ｂを介して、第１電極１１１、第１抵抗部１２１および第１電流測定用配線１２２が接続されている。また、スルーホール１０１ａを介して、第１抵抗部１２１、第２抵抗部１３１が接続され、第２ブラインドビアホール１０１ｃを介して、第２抵抗部１３１、第２電極１４１および第２電流測定用配線１３２が接続されている。

従って、第１、第２ブラインドビアホール１０１ｂ、１０１ｃは、それぞれ本実施形態の第１、第２接続部を構成し、スルーホール１０１ａは、本実施形態の抵抗体接続部を構成している。なお、スルーホール１０１ａ、第１、第２ブラインドビアホール１０１ｂ、１０１ｃは、それぞれ第１、第２抵抗部１２１、１３１を流れる電流の流れ方向に対して垂直な方向に並ぶように配置されている。

また、第１電極１１１は第１抵抗部１２１の一端側に接続され、第２抵抗部１３１は、第１抵抗部１２１の他端側に接続されている。また、第２電極１４１は第２抵抗部１３１における第１抵抗部１２１が接続されていない一端側に接続されている。

ここで、第１、第２ブラインドビアホール１０１ｂ、１０１ｃは、第１抵抗部１２１と第２抵抗部１３１と間を接着する薄膜状の絶縁性接着剤１２４を介在させることで、第１、第２ブラインドビアホール１０１ｂ、１０１ｃとを電気的に接続しないようにしている。ここで、本実施形態では、薄膜状の絶縁性接着剤１２４が絶縁層に相当している。なお、絶縁層は、第１、第２抵抗部１２１、１３１等を絶縁することができれば他の方法を採用してもよい。

また、第１電極１１１および第２電極１４１には、第１電極１１１および第２電極１４１とスルーホール１０１ａの両端側とが電気的に接続しないように、それぞれ逃がし部１１３、１４２が設けられている。

そのため、第１抵抗部１２１と第２抵抗部１３１からなる抵抗体では、図５に示すように、第１抵抗部１２１の一端側から他端側へ電流が流れ、スルーホール１０１ａを介して第２抵抗部１３１の一端側から他端側へ電流が流れることになる。

つまり、第１電極１１１側に配置された第１抵抗部１２１を流れる電流の流れ方向と第２電極側１４１側に配置された第２抵抗部１３１を流れる電流の流れ方向とが、互いに並行、かつ反対方向となるようになっている。換言すれば、第１抵抗部１２１、第２抵抗部１３１、およびスルーホール１０１ａを含む電流測定部１０１の横断面から見た場合、第１抵抗部１２１、第２抵抗部１３１、およびスルーホール１０１ａにおける電流の流れがＵ字状に曲折するようになっている。

ここで、本実施形態の電流測定部集合板１００ａは、第１抵抗部１２１と第２抵抗部１３１との間を境に、第１電極１１１側の構成と第２電極１４１側の構成が互いに対称となるように設けられている。具体的には、第１電流測定用配線１２２および第２電流測定用配線１３２は、第１抵抗部１２１と第２抵抗部１３１との間の絶縁性接着剤１２４を境に、互いの配線パターンが対称となるように設けられている。

そして、図４、図５に示すように、スルーホール１０１ａと第２ブラインドビアホール１０１ｃには、それぞれ第２電流測定用配線１３２および外部配線を介して、電流測定用電圧センサ１０２が接続されている。電流測定用電圧センサ１０２は、第２電流測定用配線１３２側のスルーホール１０１ａと第２ブラインドビアホール１０１ｃとの２点間の電位差を検出して、検出信号を電流検出回路５１に出力する電位差検出手段である。

電流検出回路５１は、電流測定用電圧センサ１０２の検出電位差およびスルーホール１０１ａおよび第２ブラインドビアホール１０１ｃ間の第２抵抗部１３１の電気抵抗値を用いて、演算処理を行うことで、セル１０ａの面内における各電流測定部１０１に対応する部位に流れる電流を算出する電流値検出手段である。

次に、電流測定装置１００による電流測定方法について説明する。燃料電池１０に水素および空気が供給されることで、燃料電池１０での発電が開始される。電流測定装置１００の各電流測定部１０１では、電流流れ方向上流側のセル１０ａから第１電極１１１の板面に電流が流れる。

そして、第１電極１１１→第１ブラインドビアホール１０１ｂ→第１抵抗部１２１→スルーホール１０１ａ→第２抵抗部１３１→第２ブラインドビアホール１０１ｃ→第２電極１４１の順に電流が流れ、第２電極１４１の板面から電流流れ方向下流側のセル１０ａに電流が流れる。

このとき、電流測定用電圧センサ１０２によって、スルーホール１０１ａと第２ブラインドビアホール１０１ｃとの２点間の電位差を測定する。前述の如く、本実施形態では、予め定めた電気抵抗値を有する第１、第２抵抗部１２１、１３１を用いているので、スルーホール１０１ａ、第２ブラインドビアホール１０１ｃ間の第２抵抗部１３１の電気抵抗値も既知の値となる。

そこで、電流検出回路５１では、電流測定用電圧センサ１０２による検出電位差を、予め既知情報として記憶しており、第２抵抗部１３１の電気抵抗値で除する演算処理を行うことで、第２抵抗部１３１に流れた電流値を算出する。そして、電流検出回路５１では、上記演算処理によって得られた電流値を、制御装置５０へ出力する。

さらに、制御装置５０では、セル１０ａの面内における電流分布を検出し、検出された電流分布に基づいて燃料電池１０の発電状態を推定し、空気供給量および供給圧、水素供給圧、冷却水循環量の制御等を行う。これにより、燃料電池システムの効率および信頼性を向上させている。

具体的には、上述の燃料電池１０の発電状態は、各セル１０ａの交流インピーダンスの変化に基づいて推定することができる。ここで、本実施形態における交流インピーダンスの測定方法について簡単に説明すると、まず、二次電池、ＤＣ−ＤＣコンバータ等を用いて所定電流の交流を燃料電池１０に印加する。燃料電池１０に交流を印加している際に、セルモニタ１１と電流検出回路５１から入力された電流分布を測定する。そして、セルモニタ１１で測定した電圧値の変化と電流検出回路５１から入力された電流分布の変化に基づいて、演算により各セル１００の交流インピーダンスを測定することができる。

このような方法により、燃料電池１０の交流インピーダンスを測定する場合、従来の電流測定部１０１では、抵抗体を交流電流が通過する際に磁界が発生して、抵抗体の電流経路に生ずる磁束の逆起電力（自己誘導起電力）によりインダクタンスが発生する。そして、交流電流が高周波になるとインダクタンスの影響が無視できなくなる。

上述のように、本実施形態の電流測定部集合板１００ａの電流測定部１０１における第１抵抗部１２１と第２抵抗部１３１は、各抵抗部を流れる電流の流れ方向が第１抵抗部１２１と第２抵抗部１３１とで反対方向となるように対向して配置されている。そのため、第１抵抗部１２１および第２抵抗部１３１を流れる電流が作る磁界も反対方向となり、第１抵抗部１２１と第２抵抗部１３１に発生する磁界が互いに打ち消し合うように作用する。

ここで、燃料電池１０に交流電流を印加して、電流測定装置１００を用いて交流インピーダンスを測定した場合の結果は、図６に示す結果となった。なお、図６（ａ）は従来の電流測定装置を用いて交流インピーダンスを測定した場合の結果を示し、図６（ｂ）は本実施形態の電流測定装置を用いて交流インピーダンスを測定した場合の結果を示している。

図６に示すように、従来の電流測定装置を用いて交流インピーダンス（抵抗値）を測定する場合、印加する交流電流を高周波にすると、交流インピーダンスが減少するという結果となった。また、本実施形態の電流測定装置を用いて交流インピーダンス（抵抗値）を測定する場合、印加する交流電流を高周波にしても交流インピーダンスが略一定となる結果となった。

このように、本実施形態の電流測定部１０１を備える電流測定装置１００では、燃料電池１０に高周波電流を印加した場合であっても、抵抗体のインダクタンスの影響を低減することができ、電流測定装置１００の測定精度を向上させることができる。

また、本実施形態では、第１抵抗部１２１と第２抵抗部１３１との間に薄膜状の絶縁性接着剤１３４を介在させる構成であるため、第１抵抗部１２１と第２抵抗部１３１との間隔を狭くすることができ、各抵抗部１２１、１３１を流れる電流が作る磁界同士を効果的に打ち消すことができる。

ここで、各抵抗部１２１、１３１を流れる電流が作る磁界は、各抵抗部１２１、１３１の周囲における透磁率によって、各抵抗部１２１、１３１における磁界の大きさが変動してしまう。そのため、本実施形態のように、各抵抗部１２１、１３１との間を境に、第１電極１１１側の構成と第２電極１４１側の構成が互いに対称となるように設けることで、各抵抗部１２１、１３１の周囲の構成によって生ずる磁界の透磁率の変動を抑制することができる。これにより、各抵抗部１２１、１３１を流れる電流が作る磁界同士をより効果的に打ち消すことができる。

また、電流測定部集合板１００ａに設けられたスルーホール１０１ａ、各ブラインドビアホール１０１ｂ、１０１ｃ等はそれ自体が電気抵抗となり、その抵抗値にはバラツキが生じ易く電流測定装置１００の検出精度を低下させる一因となる場合がある。

そのため、本実施形態では、電流測定用電圧センサ１０２で検出する第２電流測定用配線１３２側のスルーホール１０１ａと第２ブラインドビアホール１０１ｃ間の電位差と第２抵抗部１３１の電気抵抗値とを用いて各電流測定部１０１の対応部位の電流を算出している。

これによれば、第１抵抗部１２１および第２抵抗部１３１間のスルーホール１０１ａの電気抵抗の影響を受けない状態で電流を測定することができるため、電流測定装置１００の測定精度をさらに向上させることができる。

なお、本実施形態では、電流測定用電圧センサ１０２で検出するスルーホール１０１ａと第２ブラインドビアホール１０１ｃ間の電位差と第２抵抗部１３１の電気抵抗値に基づいて各電流測定部１０１の対応部位の電流を算出しているが、これに限定されるものではない。例えば、電流測定用電圧センサ１０２で第１ブラインドビアホール１０１ｂとスルーホール１０１ａ間の電位差を検出し、その検出値と第１抵抗部１２１の電気抵抗値に基づいて各電流測定部１０１の対応部位の電流を算出してもよい。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図７〜図９に基づいて説明する。ここで、図７は、電流測定部１０１の断面図である。また、図８は、電流測定部集合板１００ａの部分断面図であり、図９は、図８の断面図における電流の流れを示す説明図である。

上述の第１実施形態では、抵抗体の電流経路に生ずる磁束の逆起電力（自己誘導起電力）によるインダクタンスの影響を低減させる構成について説明した。本実施形態では、抵抗体の電流経路に生ずる磁束の逆起電力（自己誘導起電力）に加えて、抵抗体の周囲の構成により生ずる磁束の逆起電力（相互誘導起電力）によるインダクタンスの影響を低減させる構成について説明する。なお、以下、上記第１実施形態と同様または均等な部分について同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態の電流測定部１０１は、図７に示すように、第１プリント基板１１０と第３プリント基板１２０の間、および第４プリント基板１３０と第２プリント基板１４０の間にそれぞれ強磁性体１２５、１３５を介在させる構成となっている。ここで、強磁性体１２５、１３５は、鉄、ニッケル等の材料で構成することができる。

この強磁性体１２５、１３５は、第３プリント基板１２０の第１抵抗部１２１および第１電流測定用配線１２２、第４プリント基板１３０の第２抵抗部１３１および第２電流測定用配線１３２等を外界と磁気的に遮断する磁気シールドとして用いている。

従って、この強磁性体１２５、１３５によって、外界からの磁束による逆起電力（相互誘導起電力）によるインダクタンスの影響を低減させることができる。例えば、この強磁性体１２５、１３５によって第１、第２電極１１１、１４１で発生した磁界による相互誘導を防ぐことが可能となる。

また、図８に示すように、複数の電流測定部１０１は、異なる電流測定部１０１間における配線パターン同士を電気的に分断するギャップ１０３が設けられている。本実施形態では、このギャップ１０３は、絶縁性接着剤１１２、１２４、１３４で構成されている。

これにより、隣合う電流測定部１０１からの磁界ノイズの影響を低減することができる。例えば、このギャップ１０３によって他の電流測定部１０１の第１、第２電極１１１、１４１で発生した磁界による相互誘導を防ぐことが可能となる。

また、図９に示すように、複数の電流測定部１０１における隣合う電流測定部１０１は、それぞれ第１抵抗部１２１と第２抵抗部１３１を流れる電流の流れ方向が反対方向となるように設けられている。

これによれば、隣合う電流測定部１０１のうち一方の電流測定部１０１の抵抗部１２１、１３１で発生する磁界を他方の抵抗部１２１、１３１で発生する磁界で打ち消すように作用させることができる。その結果、隣合う電流測定部１０１間で生ずる磁界ノイズの発生を抑制することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図１０〜図１２に基づいて説明する。ここで、図１０は、本実施形態の電流測定部１０１の概略図である。また、図１１は、本実施形態の抵抗体１２６の正面図であり、図１２は、電流測定部集合板１００ａに配置された電流測定部１０１の抵抗体１２６の電流の流れを説明する説明図である。なお、本実施形態では、上記第１、第２実施形態と同様または均等な部分について同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態の電流測定部集合板１００ａは、第１〜第３プリント基板１１０、１２０、１４０の３枚のプリント基板を有し、これらのプリント基板１１０、１２０、１４０は、一体化された積層基板として構成されている。

電流測定部集合板１００ａには、複数の電流測定部１０１が直交する二方向にマトリックス状（格子状）に配置されており、各電流測定部１０１は、それぞれ第１電極１１１、第２電極１４１、抵抗体１２６を有して構成されている。

図１０に示すように、第１電極１１１は、第１プリント基板１１０に配置され、第２電極１４１は、第２プリント基板１４０に配置されている。また、抵抗体１２６は、第３プリント基板１２０の第１プリント基板１１０と対向する面（図１０の紙面手前側）に配置されている。

電流測定部集合板１００ａにおける電流測定部１０１には、複数の丸孔形状の第１、第２スルーホール１０１ｄ、１０１ｅが設けられている。複数の第１、第２スルーホール１０１ｄ、１０１ｅは、電流測定部１０１の一端側（図１０の上端側）に沿って、同一直線上に設けられている。

複数の第１スルーホール１０１ｄと複数の第２スルーホール１０１ｅは、電流測定部１０１の一端側（図１０の上端側）の略中央を境に区分けされている。具体的には、本実施形態では、電流測定部１０１の一端側（図１０の上端側）における中央よりも左側に複数の第１スルーホール１０１ｄが設けられ、中央よりも右側に複数の第２スルーホール１０１ｅが設けられている。

そして、複数の第１スルーホール（第１接続部）１０１ｄを介して電流測定部１０１の第１電極１１１と抵抗体１２６とが接続され、複数の第２スルーホール（第２接続部）１０１ｅを介して電流測定部１０１の第２電極１４１と抵抗体１２６とが接続されている。

ここで、第１電極１１１には、第１電極１１１と第２スルーホール１０１ｅとが電気的に接続しないように逃がし部（図示せず）が設けられ、第２電極１４１には、第２電極１４１と第１スルーホール１０１ｄとが電気的に接続しないように逃がし部（図示せず）が設けられている。なお、電流測定用電圧センサ１０２によって、第１スルーホール１０１ｄと第２スルーホール１０１ｅとの２点間の電位差を測定することで抵抗体１２６を流れる電流値を算出することができる。

次に、本実施形態の抵抗体の詳細を図１１に基づいて説明する。図１１に示すように、本実施形態の抵抗体１２６は、第１電極１１１と第２電極１４１との並び方向（セル１０ａの積層方向）に直交する板面を有する板状部材で構成されている。具体的には、抵抗体１２６は、板状の金属箔（例えば銅箔）で構成されている。

この抵抗体１２６は、第１スルーホール１０１ｄを介して第１電極１１１に電気的に接続される第１抵抗部１２６ａと、第２スルーホール１０１ｅを介して第２電極１４１に電気的に接続される第２抵抗部１２６ｂを有している。

第１抵抗部１２６ａは、抵抗体１２６における第１スルーホール１０１ｄが設けられた側の一端から他端に向かって延びる形状でとなっている。すなわち、第１抵抗部１２６ａは、図１１において抵抗体１２６の左側の上端から左側の下端に向かって延びる形状となっている。

また、第２抵抗部１２６ｂは、抵抗体１２６における第２スルーホール１０１ｅが設けられた側の一端から他端に向かって延びる形状となっている。すなわち、第２抵抗部１２６ｂは、図１１において抵抗体１２６の右側の上端から右側の下端に向かって延びる形状となっている。なお、第２抵抗部１２６ｂは、第１抵抗部１２６ａと同一板面上に配置され、第２抵抗部１２６ｂの電流流れ方向が第１抵抗部１２６ａの電流流れ方向に並行となるように設けられている。

そして、第１、第２抵抗部１２６ａ、１２６ｂの他端側（図１１の抵抗体の下端側）には、第１抵抗部１２６ａと第２抵抗部１２６ｂとを電気的に接続するための接続抵抗部１２６ｃが設けられている。なお、接続抵抗部１２６ｃは、抵抗体１２６の下端側を左右方向に延びるように設けられている。

本実施形態の第１抵抗部１２６ａ、第２抵抗部１２６ｂ、および接続抵抗部１２６ｃは、抵抗体１２６の同一板面上に設けられ、一枚の金属箔によって構成されている。なお、第１抵抗部１２６ａと第２抵抗部１２６ｂは、抵抗体の同一板面上において並行に対向配置されている。

第１抵抗部１２６ａと第２抵抗部１２６ｂとの間には、抵抗体１２６の一端側（図１１の上端側）に設けられた第１、第２スルーホール１０１ｄ、１０１ｅの間から他端側（図１１の下端側）の接続抵抗部１２６ｃに向かって延びるスリット部１２７が形成されている。具体的には、スリット部１２７は、抵抗体１２６を左右方向の略中央位置で分断するように形成され、抵抗体１２６の上端側が開放状態となっており、下端側は接続抵抗部１２６ｃにより閉鎖状態となっている。

このスリット部１２７は、第１抵抗部１２６ａと第２抵抗部１２６ｂとの間の金属箔を除去することで形成されている。従って、スリット部１２７は、第１抵抗部１２６ａと第２抵抗部１２６ｂとの間を絶縁する絶縁部として機能している。なお、第１抵抗部１２６ａと第２抵抗部１２６ｂは、磁界の透磁率の変動を抑制するために、スリット部１２７を境に互いの形状が対称となるように設けられている。

次に、本実施形態の電流測定部１０１内を流れる電流は、図１０、図１１の矢印で示すように、第１電極１１１→第１スルーホール１０１ｄ→第１抵抗部１２６ａ→接続抵抗部１２６ｃ→第２抵抗部１２６ｂ→第２スルーホール１０１ｅ→第２電極１４１へと流れる。

ここで、第１抵抗部１２６ａ、第２抵抗部１２６ｂ、および接続抵抗部１２６ｃは、第１抵抗部１２６ａと第２抵抗部１２６ｂとが同一板面上に並行に対向配置され、抵抗体１２６を、板面の直交方向から見た場合の形状がＵ字形状となっている。そのため、抵抗体１２６を流れる電流は、Ｕ字状に蛇行して流れることとなる。

このような構成の抵抗体１２６では、第１、第２抵抗部１２６ａ、１２６ｂの電流流れ方向が互いに並行で、かつ反対方向となる。これにより、抵抗体１２６の第１、第２抵抗部１２６ａ、１２６ｂを高周波電流が流れる場合、電流が作る磁界も反対方向となり、互いに打ち消し合うように作用する。従って、高周波電流による抵抗体１２６のインダクタンスの影響を低減することができ、電流測定装置１００の測定精度を向上させることができる。

また、第１抵抗部１２６ａ、第２抵抗部１２６ｂ、および接続抵抗部１２６ｃを抵抗体１２６の同一板面上に配置することで、電流測定部１０１における第１電極１１１と第２電極１４１との並び方向（セル１０ａの積層方向）の寸法（電流測定部１０１の厚さ）を小さくすることができる。

さらに、抵抗体１２６の第１抵抗部１２６ａと第２抵抗部１２６ｂとの間にスリット部１２７を形成するのみで、第１抵抗部１２６ａの電流流れ方向と第２抵抗部１２６ｂの電流流れ方向とを反対方向にすることができるため、抵抗体１２６を簡易な構成とすることができる。

ところで、本実施形態の電流測定部集合板１００ａには、上記構成の抵抗体１２６を有する電流測定部１０１が複数配置されており、隣合う電流測定部１０１に生ずる磁束によって逆起電力（相互誘導起電力）が発生する可能性がある。

そこで、本実施形態の電流測定部集合板１００ａの電流測定部１０１は、図１２に示すように、隣合う電流測定部１０１における近接する抵抗体１２６の電流経路の電流流れ方向が反対方向となるように配置されている。なお、図１２は、第３プリント基板１２０の抵抗体１２６が設けられた面の一部分を示している。

具体的には、電流測定部１０１は、隣合う電流測定部１０１における第１抵抗部１２６ａ、第２抵抗部１２６ｂ、および接続抵抗部１２６ｃのうち互いの電流流れ方向が並行で、かつ、互いの電流流れ方向に直交する方向に対向する部位の電流流れ方向が反対方向となるように配置されている。

ここで、隣合う電流測定部１０１における各抵抗部１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃの電流流れ方向に対向する部位は、一方の電流測定部における各抵抗部１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃの電流流れ方向に直交する方向に位置する他方の電流測定部における各抵抗部１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃのうち隣接する抵抗部を示している。

例えば、本実施形態のように、第１、第２抵抗部１２６ａ、１２６ｂの電流流れ方向が上下方向となる場合、左右方向に隣合う電流測定部１０１のうち一方の電流測定部の第１抵抗部１２６ａと他方の電流測定部の第２抵抗部１２６ｂの電流流れ方向が反対方向となるように配置される。この場合、「互いの電流流れ方向が並行で、かつ、互いの電流流れ方向に直交する方向に対向する部位」は、一方の電流測定部の第１抵抗部１２６ａと他方の電流測定部の第２抵抗部１２６ｂとなる。

また、接続抵抗部１２６ｃの電流流れ方向が、左右方向となる場合、上下方向に隣合う電流測定部１０１のうち一方の電流測定部の接続抵抗部１２６ｃと他方の電流測定部の接続抵抗部１２６ｃの電流流れ方向が反対方向となるように配置される。この場合、「互いの電流流れ方向が並行で、かつ、互いの電流流れ方向に直交する方向に対向する部位」は、一方の電流測定部の接続抵抗部１２６ｃと他方の電流測定部の接続抵抗部１２６ｃとなる。

このような構成によれば、第１抵抗部１２６ａ、第２抵抗部１２６ｂ、および接続抵抗部１２６ｃを流れる電流が作る磁界が、隣合う電流測定部１０１における対向する部位を流れる電流と反対方向とすることができる。

従って、隣合う電流測定部１０１において発生する磁界が互いに打ち消し合うように作用するため、隣合う電流測定部１０１間で生ずる磁界ノイズの発生を抑制することができる。

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の第１、第２実施形態では、第２抵抗部１３１の両端部側に形成されたスルーホール１０１ａと第２ブラインドビアホール１０１ｃとの間、若しくは第１抵抗部１２１の両端部側に形成されたスルーホール１０１ａと第１ブラインドビアホール１０１ｂとの間の電位差を電流想定用電圧センサ１０２で検出する例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第１抵抗部１２１、若しくは第２抵抗部１３１の両端側から直接電位差を検出してもよい。

（２）上述の第１、第２実施形態では、第１抵抗部１２１および第１電流測定用配線１２２を第３プリント基板１２０に設け、第２抵抗部１３１および第２電流測定用配線１３２を第４プリント基板１３０に設ける例について説明したが、これに限定されるものではない。

例えば、第１抵抗部１２１および第１電流測定用配線１２２をそれぞれ異なるプリント基板に設けてもよく、また、第２抵抗部１３１および第２電流測定用配線１３２とは、それぞれ異なるプリント基板に設けてもよい。この場合、それぞれのプリント基板を第１、第２プリント基板１１０、１４０に挟み込んだ状態で積層基板として一体化すればよい。

（３）上述の各実施形態では、スルーホール１０１ａ、第１、第２ブラインドビアホール１０１ｂ、１０１ｃ等を複数の丸孔形状とする例を説明したが、例えば、それぞれ１つの長孔形状としてもよい。

（４）上述の各実施形態では、第１電極１１１、第２電極１４１、第１、第２抵抗部１２１、１３１および第１、第２電流測定用配線１２２、１３２等を銅箔で形成した例を説明したが、例えば、第１、第２抵抗部１２１、１３１のみを、第１、第２電極１１１、１４１よりも抵抗値の大きい材料（例えば、ニッケル箔）で形成してもよい。これにより、第１、第２実施形態においては、スルーホール１０１ａと第１、第２ブラインドビアホール１０１ｂ、１０１ｃとの２点間の第１、第２抵抗部１２１、１３１の電位差が大きくなり、電位差を測定しやすくなる。

（５）上述の第１実施形態では、図２において、図示の明確化のため３枚の電流測定部集合板１００ａを記載しているが、電流測定部集合板１００ａの数はこれに限定されない。電流測定部集合板１００ａの数を増加させることで、セル１０ａの面内における電流分布をより精度良く検出できる。例えば、２枚のセル１０ａに対して１枚の電流測定部集合板１００ａを配置することが望ましい。

（６）上述の第１、第２実施形態では、図５に示すように、第１、第２抵抗部１２１、１３１を流れる電流が、第１抵抗部１２１の板面を下方向に向かって流れ、第２抵抗部１３１の板面の上方向に向かって流れるように記載しているが、抵抗体を流れる電流の流れ方向はこれに限定されるものでない。例えば、第１、第２抵抗部１２１、１３１を流れる電流が、第１抵抗部１２１の板面を上方向に向かって流れ、第２抵抗部１３１の板面の下方向に向かって流れるように構成してもよい。

さらに、各抵抗部１２１、１３１を流れる電流が、各抵抗部１２１、１３１の板面の左右方向に向かって流れるように構成しても良いし、抵抗体の板面を斜め方向（抵抗体の枠辺に非並行となる方向）に流れるように構成しても良い。なお、いずれの構成においても、第１抵抗部１２１を流れる電流と第２抵抗部１３１を流れる電流との電流流れ方向が互いに反対方向となるように構成することが必要である。

（７）上述の第３実施形態では、抵抗体１２６の第１抵抗部１２６ａと第２抵抗部１２６ｂとの間に１つのスリット部１２７が形成される構成について説明したが、抵抗体１２６に複数のスリット部１２７が形成される構成であってもよい。

例えば、図１３に示すように、第１抵抗部１２６ａと第２抵抗部１２６ｂとの間に５本のスリット部１２７が形成される構成（抵抗体１２６内に蛇行した電流経路を有する構成）であってもよい。なお、図１３は、図１１に対応する抵抗体の正面図である。

この場合、抵抗体１２６上端の一方の角部に形成された第１スルーホール１０１ｄ側（図１３の左上側）の上端から下端側に向かって延びるように第１スリット部１２７ａを形成する。また、抵抗体１２６上端の他方の角部に形成された第２スルーホール１０１ｅ側（図１３の右上側）の上端から下端側に向かって延びるように第２スリット部１２７ｂを形成する。

そして、第１スリット部１２７ａと第２スリット部１２７ｂとの間に、第１、第２スリット部１２７ａ、１２７ｂと並行となるように第３〜第５スリット部１２７ｃ、１２７ｄ、１２７ｅを形成する。ここで、第３スリット部１２７ｃは、第１、第２スリット部１２７ａ、１２７ｂと同様に抵抗体１２６の上端から下端側に向かって延びるように形成し、第４、第５スリット部１２７ｄ、１２７ｅは、抵抗体１２６の下端から上端側に向かって延びるように形成すればよい。

これによれば、第１抵抗部１２６ａと第２抵抗部１２６ｂとの間の抵抗部１２６ｃ〜１２７ｋの電流経路を蛇行させるとともに、互いに隣合う電流経路の電流流れ方向が反対方向とすることができる。そのため、抵抗体１２６の電流経路を高周波電流が流れる場合、電流が作る磁界も反対方向となり、互いに打ち消し合うように作用させることができる。

（８）上述の第３実施形態では、図１０、図１１に示すように、第１、第２抵抗部１２６ａ、１２６ｂを流れる電流が、第１抵抗部１２６ａの板面を下方向に向かって流れ、第２抵抗部１２６ｂの板面の上方向に向かって流れるように記載しているが、抵抗体１２６を流れる電流の流れ方向はこれに限定されるものでない。例えば、第１、第２抵抗部１２６ａ、１２６ｂを流れる電流が、第１抵抗部１２６ａの板面を上方向に向かって流れ、第２抵抗部１２６ｂの板面の下方向に向かって流れるように構成してもよい。なお、この場合、抵抗体１２６の上端側に接続抵抗部１２６ｃが位置することになる。

同様に、第１、第２抵抗部１２６ａ、１２６ｂを流れる電流が、第１、第２抵抗部１２６ａ、１２６ｂの板面の左右方向に向かって流れるように構成しても良い。なお、いずれの構成においても、第１抵抗部１２６ａを流れる電流と第２抵抗部１２６ｂを流れる電流との電流流れ方向が互いに反対方向となるように構成することが必要である。

第１実施形態の燃料電池システムの全体構成図である。 第１実施形態の燃料電池の斜視図である。 第１実施形態の電流測定部集合板の分解図である。 第１実施形態の電流測定部の断面図である。 第１実施形態の電流測定部の電流の流れを示す説明図である。 電流測定装置で交流インピーダンスを測定した結果を説明する説明図である。 第２実施形態の電流測定部の断面図である。 第２実施形態の電流測定部集合板１００ａの部分断面図である。 図８の断面図における電流の流れを示す説明図である。 第３実施形態の電流測定部の概略図である。 第３実施形態の抵抗体の正面図である。 第３実施形態の電流測定部の抵抗体の電流流れを説明する説明図である。 他の実施形態の抵抗体の正面図である。

符号の説明

１０ 燃料電池
１０ａ セル
５１ 電流検出回路
１０１ 電流測定部
１０１ａ スルーホール
１０１ｂ 第１ブラインドビアホール
１０１ｃ 第２ブラインドビアホール
１０２ 電流測定用電圧センサ
１１０ 第１プリント基板
１１１ 第１電極
１２０ 第３プリント基板
１２１ 第１抵抗部（第１、第２実施形態）
１２６ａ 第１抵抗部（第３実施形態）
１２６ｂ 第２抵抗部（第３実施形態）
１２６ｃ 接続抵抗部（第３実施形態）
１３０ 第４プリント基板
１３１ 第２抵抗部（第１、第２実施形態）
１４０ 第２プリント基板
１４１ 第２電極

Claims (12)

1. 酸化剤ガスと燃料ガスとを電気化学反応させて電気エネルギを出力する複数のセル（１０ａ）を積層配置して構成された燃料電池（１０）に適用され、前記燃料電池（１０）の内部を流れる電流を測定する電流測定装置であって、
   隣合う前記セル（１０ａ）間に配置されて、前記隣合うセル（１０ａ）のうち一方のセルに電気的に接触する第１電極（１１１）、前記隣合うセル（１０ａ）のうち他方のセルに電気的に接触する第２電極（１４１）、および前記第１電極（１１１）と前記第２電極（１４１）とを電気的に接続するとともに予め定めた電気抵抗値を有する抵抗体を有する１つ以上の電流測定部（１０１）と、
   前記抵抗体の２点間の電位差を検出する電位差検出手段（１０２）と、
   前記抵抗体の２点間の抵抗値と前記電位差検出手段（１０２）によって検出された検出電位差とを用いて、前記セル（１０ａ）を流れる電流値を検出する電流値検出手段（５１）とを備え、
   前記抵抗体は、前記第１電極（１１１）側に電気的に接続される第１抵抗部（１２１、１２６ａ）と、前記第２電極（１４１）側に電気的に接続される第２抵抗部（１３１、１２６ｂ）とを有し、
   前記第１抵抗部（１２１、１２６ａ）と前記第２抵抗部（１３１、１２６ｂ）は、前記第１抵抗部（１２１、１２６ａ）における電流流れ方向と前記第２抵抗部（１３１、１２６ｂ）における電流流れ方向とが互いに並行、かつ、反対方向となるように対向配置されていることを特徴とする電流測定装置。
2. 前記第１抵抗部（１２１）と前記第２抵抗部（１３１）は、抵抗体接続部（１０１ａ）を介して電気的に接続されるとともに、前記第１抵抗部（１２１）と前記第２抵抗部（１３１）の間に絶縁層が設けられており、
   前記第１抵抗部（１２１）は、前記絶縁層における前記第１電極（１１１）側に配置され、
   前記第２抵抗部（１３１）は、前記絶縁層における前記第２電極（１４１）側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電流測定装置。
3. 前記絶縁層は、前記第１抵抗部（１２１）と前記第２抵抗部（１３１）とを接着する薄膜状の絶縁性接着剤（１２４）であることを特徴とする請求項２に記載の電流測定装置。
4. 前記電位差検出手段（１０２）は、前記第１抵抗部（１２１）と前記第２抵抗部（１３１）のうち一方の抵抗部における２点間の電位差を検出することを特徴とする請求項２または３に記載の電流測定装置。
5. 前記第１電極（１１１）は、第１プリント基板（１１０）に配置され、
   前記第２電極（１４１）は、第２プリント基板（１４０）に配置され、
   前記第１プリント基板（１１０）および前記第２プリント基板（１４０）は、少なくとも前記第１抵抗部（１２１）および前記第２抵抗部（１３１）を挟み込んだ状態で積層基板として一体に結合され、
   前記電流測定部（１０１）は、前記第１抵抗部（１２１）および前記第２抵抗部（１３１）の間を境に前記第１電極（１１１）側の構成と第２電極（１４１）側の構成とが対称となるように設けられていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１つに記載の電流測定装置。
6. 前記第１プリント基板（１１０）と前記第２プリント基板（１４０）との間には、前記第１電極（１１１）と前記第１抵抗部（１２１）とを電気的に接続する第１接続部（１０１ｂ）を前記電位差検出手段（１０２）に接続するための配線パターン、および前記第２電極（１４１）と前記第２抵抗部（１３１）とを電気的に接続する第２接続部（１０１ｃ）を前記電位差検出手段（１０２）に接続するための配線パターンが設けられた一対のプリント基板（１２０、１３０）が配置され、
   前記一対のプリント基板（１２０、１３０）は、前記第１抵抗部（１２１）および前記第２抵抗部（１３１）を挟んで配置され、前記配線パターンが前記第１抵抗部（１２１）および前記第２抵抗部（１３１）の間を境に対称となるように設けられていることを特徴とする請求項５に記載の電流測定装置。
7. 前記一対のプリント基板（１２０、１３０）のうち前記第１電極（１１１）側のプリント基板（１２０）と前記第１プリント基板（１１０）との間、および前記第２電極（１４１）側のプリント基板（１３０）と前記第２プリント基板（１４０）との間には、それぞれ強磁性体（１２５、１３５）が配置されていることを特徴とする請求項６に記載の電流測定装置。
8. 同一の前記隣合うセル（１０ａ）間に複数の前記電流測定部（１０１）が配置され、前記複数の電流測定部（１０１）の間には、異なる前記電流測定部（１０１）における前記配線パターン同士を電気的に分断するギャップ（１０３）が設けられていることを特徴とする請求項６または７に記載の電流測定装置。
9. 同一の前記隣合うセル（１０ａ）間に複数の前記電流測定部（１０１）が配置され、前記複数の電流測定部（１０１）は、隣合う前記電流測定部（１０１）における前記第１抵抗部（１２１）および前記第２抵抗部（１３１）を流れる電流の流れ方向が反対方向となるように配置されていることを特徴とする請求項２ないし７のいずれか１つに記載の電流測定装置。
10. 前記抵抗体（１２６）は、前記第１電極（１１１）と前記第２電極（１４１）との並び方向に直交する板面を有する板状部材で構成され、前記第１抵抗部（１２６ａ）と前記第２抵抗部（１２６ｂ）とを接続する接続抵抗部（１２６ｃ）を有し、さらに、前記第１抵抗部（１２６ａ）と前記第２抵抗部（１２６ｂ）との間に絶縁部が形成されており、
    前記第１抵抗部（１２６ａ）、前記第２抵抗部（１２６ｂ）、および前記接続抵抗部（１２６ｃ）は、前記抵抗体（１２６）の同一板面上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電流測定装置。
11. 前記抵抗体（１２６）は、金属箔で構成され、
    前記絶縁部は、前記第１抵抗部（１２６ａ）と前記第２抵抗部（１２６ｂ）との間の前記金属箔を除去して形成されたスリット部（１２７）であることを特徴とする請求項１０に記載の電流測定装置。
12. 同一の前記隣合うセル（１０ａ）間に複数の前記電流測定部（１０１）が配置され、
    前記複数の電流測定部（１０１）は、隣合う前記電流測定部（１０１）における前記第１抵抗部（１２６ａ）、前記第２抵抗部（１２６ｂ）、および前記接続抵抗部（１２６ｃ）のうち互いの電流流れ方向が並行で、かつ、互いの電流流れ方向に直交する方向に対向する部位における電流流れ方向が反対方向となるように配置されていることを特徴とする請求項１０または１１に記載の電流測定装置。

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